蓝光激发的深红光及近红外光发射材料的研究

发布时间：2018-03-12 06:21

  本文选题：纳米荧光粉　切入点：粒径可调　出处：《上海师范大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：本论文针对蓝光激发的深红光发射材料工艺过程复杂,颗粒难以纳米化和发射强度低及蓝光激发的近红外光发射材料的激发范围窄,近红外发射强度低和应用范围窄等问题,分别采用常温液相法短时间内制备了K2Si F6:Mn4+和K2Sn F6:Mn4+纳米红色荧光粉,以及采用高温固相法制备了YAG:Ce,Cr,Yb近红外发射材料。本论文制得的深红光发射材料和近红外发射材料,相对于传统的材料来说,性能提升了很多,应用范围也扩宽了。本文第二章主要研究了通过常温液相法短时间内分别成功合成了K2Si F6:Mn4+和K2Sn F6:Mn4+纳米红色荧光粉。经过XRD测试可知,两者均为纯相,且两种荧光粉形貌可调,粒径分布均匀,具有优异的发光性能,良好稳定性以及广泛应用。首先,调节不同影响因素,即KOH/油酸质量比,不同表面活性剂,Si O2球/KMn O4摩尔比或Sn O2/KMn O4摩尔比和反应时间。当KOH/油酸的质量比从0.5:1到2.5:1变化时,K2Si F6:Mn4+样品从粒径为1?2?m颗粒变为长为10?m,宽为100 nm纳米棒,K2Sn F6:Mn4+样品从粒径为1?m变为长为4?m,宽为200 nm纳米棒。当Si O2球/KMn O4摩尔比从1:0.5变化为1:50时,K2Si F6:Mn4+样品从长为200 nm,宽为70 nm纳米棒变为粒径为1?2?m颗粒,而Sn O2/KMn O4摩尔比从1:1.5变化为1:40,K2Sn F6:Mn4+样品从长为100 nm,宽为50 nm纳米棒变为粒径为1?m颗粒。K2Si F6:Mn4+样品随反应时间增加,纳米棒长度逐渐增加。其次,在性能上,当KOH/油酸的质量比为2.5:1,Si O2球/KMn O4摩尔比为1:10,反应时间为30 min时,K2Si F6:Mn4+样品具有最佳发光特性。当KOH/油酸质量比为2.5:1,Sn O2/KMn O4摩尔比为1:5,反应时间为30 min时,K2Sn F6:Mn4+样品具有最好的性能。最后,通过与体相材料和其他纳米荧光粉相比,K2Si F6:Mn4+和K2Sn F6:Mn4+纳米荧光粉都展示了优异的发光性能,良好稳定性和广泛应用。而K2Si F6:Mn4+与K2Sn F6:Mn4+纳米荧光粉对比,可知本研究所合成的K2Sn F6:Mn4+纳米材料在发光性能上优于K2Si F6:Mn4+纳米材料,在荧光稳定性上优于K2Si F6:Mn4+纳米材料,在应用范围上也宽于K2Si F6:Mn4+纳米材料,也是一种值得研究的发光材料。本论文第三章主要研究了采用高温固相法合成了Y3Al5O12:Cr,Ce,Yb近红外发射荧光粉。经过XRD测试可知,不同掺杂的样品均能与Y3Al5O12原始晶体的结构相匹配,且所制备的Y3Al5O12:Cr,Ce,Yb荧光粉激发光谱范围宽(300 nm?750nm),发射了1035 nm的近红外发射,其发射强度优于其他发光材料,应用范围也宽于其他近红外发射材料。当Yb掺杂浓度为5%,Cr最佳浓度为0.5%和Ce最佳浓度为6%时,Y3Al5O12:Cr,Ce,Yb的近红外发射强度最优,性能最佳。同时,我们也讨论了能量传递,Cr3+和Ce3+离子分别吸收能量,从基态跃迁到激发态,然而处于激发态的电子非常不稳定,返回到基态,发射可见光,转移部分能量到Yb3+离子,使Yb3+离子从基态2F7/2能级跃迁到了激发态2F5/2能级,从激发态返回到基态而发射了近红外光。因此,Cr3+离子和Ce3+离子与Yb3+之间存在一定的能量传递。Y3Al5O12:Cr,Ce,Yb荧光粉用于太阳能电池上,可以转换较多的太阳光,降低损耗,提高效率,有效利用太阳光。其短路电流密度(Jsc)对比于空白太阳能电池来说,提升了15.1%,而且在蓝光的激发下,可以应用在激光通讯,光纤通讯,军事侦察,物质分析,红外伪装以及生物医学检测等领域。
[Abstract]:This thesis focuses on the deep red emission material process blue light excitation is complex, and the emission intensity of nano particles is low and blue light excitation near infrared light emitting material excitation problem of narrow range, near infrared emission intensity is low and narrow application range, respectively K2Si F6:Mn4+ and K2Sn F6:Mn4+ nano phosphor was synthesized by liquid phase method a short period of time, and YAG:Ce, were prepared by high temperature solid-state Cr Yb near infrared emitting material. Deep red emission material this paper prepared and near infrared emission materials, compared with traditional materials, the performance improves a lot, broaden the scope of application is also studied. The second chapter mainly through the room temperature liquid phase within a short period of time were successfully synthesized K2Si F6:Mn4+ and K2Sn F6:Mn4+ nano red fluorescent powder. After the XRD test showed that both pure phase and two fluorescent powder morphology adjustable particle size distribution 鍧囧寑,鍏锋湁浼樺紓鐨勫彂鍏夋，

本文编号：1600301