暖白光LED用Mn 4+ 掺杂的红色荧光粉的制备与光学性质研究

发布时间：2024-05-20 00:45

　　白光LED以其高效,节能环保,性质稳定等优点,被人们广泛使用在各个领域,但由于缺少红光的补偿的作用,导致部分白光LED显色指数低(Ra<80),色温高(CCT>4500K),限制了其进一步使用。近年来稀土离子掺杂的红光荧光粉被广泛研究,如Eu³⁺或Sm³⁺掺杂的荧光粉,但这些荧光材料由于稀土价格贵,发射光谱宽泛导致色纯度偏低。而非稀土掺杂的红色荧光粉因为成本低廉,制备工艺简单,近年来成为荧光粉研究领域的热点,受到了科学家们的广泛关注。特别是以Mn⁴⁺作为激活剂的荧光粉。Mn⁴⁺离子在八面体晶体场中发生²Eg→⁴A_2g的能级跃迁形成深红色窄带发射,其红光能够用于暖白光LED的制备。本论文通过传统的高温固相法合成了一系列新型、高效四价锰掺杂的红色荧光粉,通过X射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、荧光光度计等表征手段深入研究材料的形貌特征,荧光性质,热猝灭等机理,同时还将荧光粉制备成L...

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 LED简介
        1.2.1 LED的原理及构造
        1.2.2 白光LED的优点
        1.2.3 LED的实现方式
    1.3 荧光粉简介
        1.3.1 发光材料的概念
        1.3.2 荧光粉的组成及发光原理
        1.3.3 红色荧光粉的研究现状
        1.3.4 Mn⁴⁺红色荧光粉简介
    1.4 荧光粉的主要制备方法
    1.5 荧光粉的主要表征方式
    1.6 本课题的主要目标及意义
        1.6.1 本课题的研究目标
        1.6.2 本课题的创新点及意义
    1.7 课题来源
第二章 实验部分
    2.1 实验试剂和仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 表征手段
        2.2.1 物相表征
        2.2.2 形貌分析及元素组分测定
        2.2.3 紫外吸收性能表征
        2.2.4 荧光性能表征
        2.2.5 荧光寿命分析
第三章 Sr₂LaNbO₆: Mn⁴⁺荧光粉的合成及荧光性质的研究
    3.1 引言
    3.2 Sr₂LaNbO₆: Mn4+荧光粉的制备
    3.3 样品表征与结果分析
        3.3.1 XRD表征与晶体结构分析
        3.3.2 XPS表征分析
        3.3.3 UV-vis吸收性能分析
        3.3.4 激发和发射光谱分析
        3.3.5 荧光寿命分析
        3.3.6 晶体场环境与杂化效应分析
        3.3.7 高温荧光光谱与寿命分析
        3.3.8 CIE色坐标分析
    3.4 本章小结
第四章 Mg₂Al₄Si₅O₁₈:Mn⁴⁺荧光粉的合成与荧光性能探究
    4.1 引言
    4.2 Mg₂Al_4-xSi₅O₁₈:Mn²⁺荧光粉的制备
    4.3 Mg₂Al_4-xSi₅O₁₈:Mn²⁺荧光粉的表征与性能研究
        4.3.1 XRD与晶体结构分析
        4.3.2 荧光粉紫外吸收性能分析
        4.3.3 荧光粉激发与发射光谱
        4.3.4 Tanabe-Sugano能谱图与晶体场环境分析
        4.3.5 常温荧光寿命分析
        4.3.6 高温荧光光谱与荧光寿命分析
        4.3.7 LED器件表征分析
    4.4 本章小结
第五章 Ba₂GdNbO₆:Mn⁴⁺荧光粉的制备,结构及荧光性质的研究
    5.1 引言
    5.2 Ba₂GdNbO₆:Mn⁴⁺荧光粉的合成
    5.3 Ba₂GdNbO₆:Mn⁴⁺荧光粉的表征与性能研究
        5.3.1 XRD与晶体结构分析
        5.3.2 SEM与热重分析
        5.3.3 UV-vis吸收性能分析
        5.3.4 荧光光谱分析
        5.3.5 晶体场强分析
        5.3.6 荧光寿命分析
        5.3.7 温度荧光光谱分析
        5.3.8 LED器件表征分析
    5.4 本章小结
第六章 Ba₂YNbO₆:Mn⁴⁺荧光粉的合成,结构和荧光热稳定性质探究
    6.1 引言
    6.2 荧光粉的合成
    6.3 Ba₂YNbO₆:Mn⁴⁺红色荧光粉的表征及发光性能研究
        6.3.1 结构表征与形貌分析
        6.3.2 红外与拉曼光谱分析
        6.3.3 UV-vis吸收性能分析
        6.3.4 激发和发射光谱分析
        6.3.5 荧光寿命
        6.3.6 晶体场强与电子云重排系数计算
        6.3.7 变温荧光光谱分析
        6.3.8 色度坐标与LED器件表征分析
        6.3.9 与结构相似的荧光粉荧光光谱对比分析
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间取得的学术成果



本文编号：3978701