白光LED用钛酸盐红色荧光粉的制备与性能研究

发布时间：2018-01-07 05:21

  本文关键词：白光LED用钛酸盐红色荧光粉的制备与性能研究　出处：《安徽理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：白光LED由于具有能耗低绿色环保等优势被称为第四代光源,其在照明领域的持续发展吸引了广大科研工作者,并且在市场上的潜力不断扩大。在LED用三基色荧光粉中,红色荧光粉用量最多,但是红色荧光粉的稳定性以及效率等方面亟需改善,所以,研究高性能红色荧光粉,是目前白光LED荧光粉研究中的重点。在本文中,我们采用溶胶-凝胶法首先制备了 ZnTi03基质和Zn1-xTi03:xEu3+荧光粉,通过X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等分析研究了样品的物相结构和微观形貌。结果表明,ZnTiO3基质和Zn1-xTi03:xEu3+样品都是偏六方相结构。荧光光谱表明Zn1-xTiO3:xEu3+荧光粉的激发峰峰位分别在393nm和464nm处,发射峰在615nm处。研究表明,当Eu3+掺杂浓度为2mol%,锻烧温度为700℃,保温时间为4h时,样品的发光强度最大。样品Zn0.98Ti03:0.02Eu3+的色坐标为(x=0.673,y=0.327),十分接近于国际照明协会NTSC规定的纯红色坐标(x=0.670,y=0.330),具有较高的色纯度。通过在Zn0.98TiO3:0.02Eu3+荧光粉中添加不同浓度的碱金属离子A+(A=Li、Na、K),研究其荧光增强效应。荧光光谱表明添加碱金属离子Li+、Na+、K+的掺杂对ZnTi03:Eu3+荧光粉的发光强度均有不同程度的提高,其中添加Li+对Zn0.98TiO3:0.02Eu3+荧光粉的发光强度提高最为明显,约是没掺杂碱金属离子样品发光强度的2.14倍。Na+和K+的掺杂分别提高了 1.55倍和1.45倍。采用溶胶-凝胶法制备了 Sr1-xTiO3:xEu3+以及Sri-xTiO3:xEu3+,yA+荧光粉。XRD和TEM图表明样品SrTi03基质和Sri-xTi03:xEu3+都呈现立方相结构。激发光谱表明Sri-xTiO3:xEu3+荧光粉在465nm波长的光激发下,可以发射出峰值在580 nm,591nm和617nm波长的光,在Eu3+和碱金属离子掺杂浓度为4mol%时,样品的发光效果最好。其中K+的引入对SrTi03:Eu3+样品发光性能提高幅度最大。用第一性原理模拟计算了 Eu3+掺杂、和Eu3+/Li+共掺杂的ZnTiO3和SrTiO3电子结构及光学性质.计算结果表明:Eu3+掺杂和Eu3+/Li+共掺杂的带隙有所降低,这大概是因为有一些Eu4f的杂质态出现在禁带。Eu3+/Li+共掺杂的协同效应增强了各电子之间的耦合作用,促进了体系间能量的传递,从而增强发光强度。另外,光学吸收谱表明了 Eu3+/Li+共掺杂的ZnTi03和SrTi03出现了明显的光吸收红移现象,并在低能区显示出更强的光吸收能力,这些结果均表明Eu3+/Li+共掺杂的协同效应能很好的增强在可见光区域的发光强度,与实验结果相吻合。
[Abstract]:White LED is called 4th generation light source because of its advantages of low energy consumption and low green environment. Its sustainable development in the field of lighting has attracted many researchers. And the potential in the market continues to expand. In the LED tricolor phosphors, the amount of red phosphors is the most, but the stability and efficiency of red phosphors need to be improved. The research of high performance red phosphors is the focus of white LED phosphors. ZnTi03 and Zn1-xTi03:xEu3 phosphors were prepared by sol-gel method. The phase structure and microstructure of the samples were studied by SEM and TEM. Both ZnTiO3 matrix and Zn1-xTi03:xEu3 have hexagonal phase structure. Fluorescence spectra show that Zn1-xTiO3:xEu3. The excitation peaks of the phosphors are at 393nm and 464nm, respectively. The emission peak is at 615nm. The results show that when the doping concentration of Eu3 is 2 mol / L, the calcination temperature is 700 鈩，

本文编号：1391146