eu3+tb3+dy3+激活的nalamgwo6双钙钛矿荧光粉的制备及发光性能系(院)【字数：10897】
摘 要采用高温固相法制备双钙钛矿型NaLaMgWO6Eu3+/Tb3+/Dy3+系荧光粉。通过XRD研究了晶体结构和掺杂位置。掺Eu3+荧光粉具有单斜双钙钛矿结构，空间群C2/m，以及A位的层状排序和B位的岩盐排序。此后讨论了发光性质，如激发和发射光谱，CIE坐标，浓度猝灭和热淬火。理论淬火浓度是基于L.Ozawa的理论和Dexter理论的猝灭机理得到的。掺Eu3+的双钙钛矿型荧光粉具有优异热稳定性，表明它是用于固态照明的潜在红色荧光粉。通过固相反应方法获得一系列单相暖白色双钙钛矿荧光粉NaLaMgWO6:Dy3+。详细研究了该荧光体的晶体结构和光致发光特性。通过掺杂Dy3+，晶格参数a，b和c逐渐减小，β增加。通过透射电子显微镜进一步验证结构信息和形态。测试激发光谱，发射光谱和CIE坐标以研究荧光粉的光致发光性质。发射光谱由弱蓝色发射峰和强黄色发射峰组成。采用固相法，在1100℃下煅烧四个小时，制备出NaLaMgWO6:Tb3+荧光粉，通过测试激发光谱，发射光谱和CIE坐标，研究绿色荧光粉发光性质。通过掺杂不同浓度的Eu3+/Tb3+/Dy3+的荧光粉，计算出猝灭浓度，通过L.Ozawa的公式计算，Eu3+/Tb3+/Dy3+的猝灭浓度分别为50 mol %/10 mol %/10 mol %，从而确定了各稀土离子的最佳掺杂浓度。
目录
第一章 绪论 1
1.1LED简介 1
1.1.1 LED的发展 1
1.1.2 LED发光实现方式 1
1.2 稀土发光材料 2
1.2.1 稀土发光原理 2
1.2.2 荧光光谱 3
1.2.3 浓度猝灭 3
1.2.4 电荷补偿 3
1.2.4 CIE坐标 3
1.3 Eu3+/Tb3+/Dy3+ 的发光性质及研究现状 3
1.4 NaLaMgWO6的性质 4
1.4.1 NaLaMgWO6的晶体结构 5
1.4.2 NaLaMgWO6基荧光粉的研究现状 5
1.5 荧光粉的制备方法 5
1.5.1 高温固相合成法 5
1.5.2 水热合成法 6
1.5.3 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
溶胶凝胶法 6
1.5.4 共沉淀法 6
1.6 课题主要研究意义 7
第二章.实验部分 8
2.1 实验试剂及实验设备 8
2.2 实验过程 9
第三章 NaLaMgWO6:Eu3+/Dy3+/Tb3+荧光粉的发光性能分析 10
3.1 NaLa1xEuxMgWO6的发光性能 10
3.1.1 NaLa1xEuxMgWO6晶体结构 10
3.1.2 NaLa1xEuxMgWO6的光致发光特性 11
3.1.3 NaLa1xEuxMgWO6的CIE坐标 12
3.1.4 NaLa1xEuxMgWO6中的延迟浓度猝灭和热猝灭 13
3.1.5 结论 14
3.2 NaLa1xDyxMgWO6发光性能 14
3.2.1 NaLa1xDyxMgWO6晶体结构 15
3.2.2 NaLa1xDyxMgWO6荧光粉的发光特性 16
3.3.3 NaLa1xDyxMgWO6的CIE坐标 18
3.3.4 NaLa0.9Dy0.1MgWO6的热稳定性 19
3.2.5 结论 19
3.3 NaLa1xTbxMgWO6发光性能 20
3.3.1 NaLa1xTbxMgWO6晶体结构 21
3.3.2 NaLa1xTbxMgWO6的发光特性 22
3.3.3 NaLa1xTbxMgWO6的CIE坐标 22
3.3.4 结论 23
第四章 结论 24
参考文献 25
致谢 27
第一章 绪论
1.1 LED简介
1.1.1 LED的发展
在过去的几十年中，对于白光发光二极管(LED)的研究一直在蓬勃发展[1]。作为第四代照明设备，LED已应用于光屏，普通照明，智能发光设备等领域，LED具有良好的节能和环保的优势[13]。目前商业制作白光LED的方式往往采用荧光粉粉体转换的方式。然而，目前主流的蓝色GaN LED芯片与黄色YAG:Ce荧光体的组合具有较弱的红色成分和较低的显色指数。此外，紫外(UV)LED芯片如Y2O2S：Eu3 +或Y2O3：Eu3 +的红色荧光粉的发光强度远低于ZnS：Cu+，Al3+绿色荧光粉和BaMgAl10O17：Eu2 +蓝色荧光粉的发光强度[4]。此外，由于白光LED偏离于自然光。因此目前迫切需要一种新的红色荧光粉，如使用钨酸盐[5]/钼酸盐[6]，磷酸盐[7]和钛酸盐[8]作为基体，来增加红色发射和提高转换效率。
1.1.2 LED发光实现方式
LED基本结构如图11所示。LED芯片的表面涂有荧光粉，在阴极和阳极处接入导线，将支架和反射器焊接在一起，半导体芯片和整个组件再次用干净的环氧树脂包装[9]，形成塑料聚光透镜。由此来保护内部元件，以形成固态半导体发光二极管，并且可以在通电之后形成LED发光。
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图11 LED基本结构示意图
LED发光技术一般有三种方案:(1)蓝光(InGaN)LED芯片和黄色荧光粉,这种方式是采用蓝光LED芯片和黄色荧光粉(如YAG:Ce3+)组合来获得白光。(2)紫外/近紫外(InGaN)LED芯片和(红+绿+蓝)荧光粉,该方法是通过能够发射紫外或近紫光的LED芯片和三基色荧光粉的组合形成白光。(3)三芯片型结构,三芯片型结构就是将红、绿、蓝三基色芯片封装在一起，通过调节三种不同颜色光的比例获得白光。
1.2 稀土发光材料
1.2.1 稀土发光原理
稀土元素无论是用于基质组分还是用于掺杂的敏化剂和激活剂，都称为稀土发光材料。由于其特殊的发光特性，稀土发光材料在照明，显示成像，太阳能光伏转换，检测和激光领域具有广泛的应用。由于稀土元素的特殊f层电子结构，如图12所示，基态电子在吸收能量后将转变为激发态。然后，当电子从激发态转变回基态时，能量被释放出来，释放的能量以可见光的形式发射，这就是稀土发光的现象。
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图12稀土能量跃迁示意图
1.2.2 荧光光谱
目录
第一章 绪论 1
1.1LED简介 1
1.1.1 LED的发展 1
1.1.2 LED发光实现方式 1
1.2 稀土发光材料 2
1.2.1 稀土发光原理 2
1.2.2 荧光光谱 3
1.2.3 浓度猝灭 3
1.2.4 电荷补偿 3
1.2.4 CIE坐标 3
1.3 Eu3+/Tb3+/Dy3+ 的发光性质及研究现状 3
1.4 NaLaMgWO6的性质 4
1.4.1 NaLaMgWO6的晶体结构 5
1.4.2 NaLaMgWO6基荧光粉的研究现状 5
1.5 荧光粉的制备方法 5
1.5.1 高温固相合成法 5
1.5.2 水热合成法 6
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溶胶凝胶法 6
1.5.4 共沉淀法 6
1.6 课题主要研究意义 7
第二章.实验部分 8
2.1 实验试剂及实验设备 8
2.2 实验过程 9
第三章 NaLaMgWO6:Eu3+/Dy3+/Tb3+荧光粉的发光性能分析 10
3.1 NaLa1xEuxMgWO6的发光性能 10
3.1.1 NaLa1xEuxMgWO6晶体结构 10
3.1.2 NaLa1xEuxMgWO6的光致发光特性 11
3.1.3 NaLa1xEuxMgWO6的CIE坐标 12
3.1.4 NaLa1xEuxMgWO6中的延迟浓度猝灭和热猝灭 13
3.1.5 结论 14
3.2 NaLa1xDyxMgWO6发光性能 14
3.2.1 NaLa1xDyxMgWO6晶体结构 15
3.2.2 NaLa1xDyxMgWO6荧光粉的发光特性 16
3.3.3 NaLa1xDyxMgWO6的CIE坐标 18
3.3.4 NaLa0.9Dy0.1MgWO6的热稳定性 19
3.2.5 结论 19
3.3 NaLa1xTbxMgWO6发光性能 20
3.3.1 NaLa1xTbxMgWO6晶体结构 21
3.3.2 NaLa1xTbxMgWO6的发光特性 22
3.3.3 NaLa1xTbxMgWO6的CIE坐标 22
3.3.4 结论 23
第四章 结论 24
参考文献 25
致谢 27
第一章 绪论
1.1 LED简介
1.1.1 LED的发展
在过去的几十年中，对于白光发光二极管(LED)的研究一直在蓬勃发展[1]。作为第四代照明设备，LED已应用于光屏，普通照明，智能发光设备等领域，LED具有良好的节能和环保的优势[13]。目前商业制作白光LED的方式往往采用荧光粉粉体转换的方式。然而，目前主流的蓝色GaN LED芯片与黄色YAG:Ce荧光体的组合具有较弱的红色成分和较低的显色指数。此外，紫外(UV)LED芯片如Y2O2S：Eu3 +或Y2O3：Eu3 +的红色荧光粉的发光强度远低于ZnS：Cu+，Al3+绿色荧光粉和BaMgAl10O17：Eu2 +蓝色荧光粉的发光强度[4]。此外，由于白光LED偏离于自然光。因此目前迫切需要一种新的红色荧光粉，如使用钨酸盐[5]/钼酸盐[6]，磷酸盐[7]和钛酸盐[8]作为基体，来增加红色发射和提高转换效率。
1.1.2 LED发光实现方式
LED基本结构如图11所示。LED芯片的表面涂有荧光粉，在阴极和阳极处接入导线，将支架和反射器焊接在一起，半导体芯片和整个组件再次用干净的环氧树脂包装[9]，形成塑料聚光透镜。由此来保护内部元件，以形成固态半导体发光二极管，并且可以在通电之后形成LED发光。
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图11 LED基本结构示意图
LED发光技术一般有三种方案:(1)蓝光(InGaN)LED芯片和黄色荧光粉,这种方式是采用蓝光LED芯片和黄色荧光粉(如YAG:Ce3+)组合来获得白光。(2)紫外/近紫外(InGaN)LED芯片和(红+绿+蓝)荧光粉,该方法是通过能够发射紫外或近紫光的LED芯片和三基色荧光粉的组合形成白光。(3)三芯片型结构,三芯片型结构就是将红、绿、蓝三基色芯片封装在一起，通过调节三种不同颜色光的比例获得白光。
1.2 稀土发光材料
1.2.1 稀土发光原理
稀土元素无论是用于基质组分还是用于掺杂的敏化剂和激活剂，都称为稀土发光材料。由于其特殊的发光特性，稀土发光材料在照明，显示成像，太阳能光伏转换，检测和激光领域具有广泛的应用。由于稀土元素的特殊f层电子结构，如图12所示，基态电子在吸收能量后将转变为激发态。然后，当电子从激发态转变回基态时，能量被释放出来，释放的能量以可见光的形式发射，这就是稀土发光的现象。
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图12稀土能量跃迁示意图
1.2.2 荧光光谱
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