Eu摻雜硅鋁酸鹽發(fā)光特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-30 13:53
21世紀(jì)以來(lái),環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)峻,氣候變化也越來(lái)越明顯,為了減少對(duì)環(huán)境的污染,改善氣候變化加劇的問(wèn)題,研究者們都積極的尋找一種新型的能源能夠替代目前使用的對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的化石燃料。白光發(fā)光二極管(w-LED)作為新一代的照明源,由于其突出的優(yōu)點(diǎn),如低功耗、長(zhǎng)壽命、物理和化學(xué)特性的良好穩(wěn)定性以及特殊的無(wú)汞特性,被認(rèn)為是替代熒光燈和白熾燈的優(yōu)秀照明光源。因此,w-LEDs的制造和改進(jìn)已成為一個(gè)重要而迫切的課題。要制造性能優(yōu)良的w-LED,就必須對(duì)所使用的熒光粉進(jìn)行優(yōu)化,所以目前研究的重點(diǎn)就是制備熱穩(wěn)定性好,發(fā)光效率也較高的熒光粉。通過(guò)將YAG:Ce3+與InGaN芯片結(jié)合制造的w-LED是目前使用最廣泛的,但是其由于紅光的缺陷,相關(guān)色溫(CCT,Tc>5500K)較高并且顯色指數(shù)(CRI,Ra<80)較低。對(duì)于整個(gè)W-LED系統(tǒng),由于制造復(fù)雜、發(fā)射顏色的再吸收以及每種磷光體的不同老化速率,出現(xiàn)了諸如高成本和發(fā)光效率低之類的幾個(gè)缺點(diǎn)。因此,開(kāi)發(fā)一種能被紫外光有效激發(fā)、同時(shí)提高發(fā)光效率、提高CRI的單相白光發(fā)射熒光粉是成為緩解照明問(wèn)題的根源。本文采用高溫固相法...
【文章來(lái)源】:重慶理工大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
LED的結(jié)構(gòu)以及發(fā)光原理圖
重慶理工大學(xué)碩士學(xué)位論文14原因并根據(jù)這個(gè)結(jié)果制備出發(fā)光可調(diào),熱穩(wěn)定性好且發(fā)光性能好的白光LED熒光粉。1.5.2研究方法(1)查閱文獻(xiàn):前期通過(guò)對(duì)相關(guān)制備硅酸鹽摻雜Eu文獻(xiàn)和書(shū)籍的查閱,了解熒光粉的發(fā)光原理,尤其是稀土離子能級(jí)圖中表示的能級(jí)與發(fā)光光譜對(duì)應(yīng)的關(guān)系。閱讀文獻(xiàn),找出相似材料制備方法以及所需環(huán)境溫度。了解熒光粉的表征手法,并學(xué)習(xí)使用相關(guān)儀器。通過(guò)對(duì)別人文獻(xiàn)中表征的結(jié)果來(lái)分析其所制得的熒光粉各方面性能的優(yōu)劣。為后面實(shí)驗(yàn)做好相關(guān)準(zhǔn)備。(2)實(shí)施實(shí)驗(yàn):通過(guò)之前積累的知識(shí),研究各種材料的化學(xué)性質(zhì)以及發(fā)光性能,綜合考慮實(shí)驗(yàn)成本后選擇制備所需的硅酸鹽摻雜Eu熒光粉的材料。綜合前人的研究,本課題選擇的硅酸鹽為MLa9(AlO4)(SiO4)5O2:Eu(M=Ca,SrBa),SrA9(AlO4)(SiO4)5O2:Eu(A=Lu,Y,Sc)以及Sr4Y6(AlO4)x(SiO4)6-xO(1-x/2):yEu。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)對(duì)三類硅酸鹽的發(fā)光情況控制變量單一并進(jìn)行對(duì)比,得出所改變的陽(yáng)離子對(duì)基質(zhì)發(fā)光情況的影響。實(shí)驗(yàn)研究思路如圖1.2所示。圖1.2實(shí)驗(yàn)分析思路圖1.5.3研究?jī)?nèi)容(1)實(shí)驗(yàn)室制備硅酸鹽MLa9(AlO4)(SiO4)5O2:Eu(M=Ca,Sr,Ba),改變基質(zhì)中陽(yáng)離子的成分,觀察晶體結(jié)構(gòu)的變化。測(cè)試XRD,并分析相的純度。測(cè)試熒光光譜,結(jié)合陽(yáng)離子改變后導(dǎo)致的晶體結(jié)構(gòu)的變化分析發(fā)光光譜形狀,強(qiáng)度峰值位置發(fā)生變化的原因。測(cè)試熒光粉的熒光壽命、熱穩(wěn)定性。
重慶理工大學(xué)碩士學(xué)位論文22Sr,Ba),并從發(fā)射光譜、壽命、熱穩(wěn)定性等方面分析了該熒光粉對(duì)于白光LED的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。3.2實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)采用傳統(tǒng)的高溫固相反應(yīng)法制備了MLa9(AlO4)(SiO4)5O2:Eu(M=Ca,Sr,Ba)。根據(jù)化學(xué)計(jì)量比對(duì)CaCO3(A.R.),BaCO3(A.R.),SrCO3(A.R.),Al2O3(A.R.),SiO2(A.R.),BaCO3(A.R.)和Eu2O3(A.R.)的原料進(jìn)行稱重并將各種粉體混合后,倒入瑪瑙研缽中,充分研磨40分鐘,之后將研磨好的粉體裝入小氧化鋁坩堝中,再將氧化鋁小坩堝放入裝有碳棒和碳粉的大坩堝中,蓋上蓋子后放入馬弗爐中以1350℃煅燒6小時(shí)。在爐中冷卻到室溫后,將樣品取出,再次研磨。煅燒工藝的升溫降溫時(shí)間曲線如下圖所示:圖3.1煅燒工藝的升溫降溫時(shí)間曲線圖3.3結(jié)果與討論3.3.1MLa9(AlO4)(SiO4)5O2:Eu(M=Ca,Sr,Ba)結(jié)構(gòu)與物相分析用XRD對(duì)合成樣品的晶體結(jié)構(gòu)和相純度進(jìn)行了研究。圖3.2展示的是CaLa9(AlO4)(SiO4)5O2:0.04Eu,SrLa9(AlO4)(SiO4)5O2:0.04Eu和BaLa9(AlO4)(SiO4)5O2:0.04Eu樣品與SrLa9(Si5.5Al0.5O24)O2.25標(biāo)準(zhǔn)卡片(ICSD416670)對(duì)比的XRD圖譜。通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),制備的樣品與標(biāo)準(zhǔn)卡片展示出的衍射峰沒(méi)有明顯差異,說(shuō)明合成的樣品是純相,沒(méi)有其他雜項(xiàng)。不同的陽(yáng)離子取代基并沒(méi)有引起衍射角和衍射峰的相對(duì)強(qiáng)度的較大變化,也沒(méi)有觀察到額外的衍射峰,這說(shuō)明這三種
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大功率LED顯示屏的設(shè)計(jì)[J]. 段振棋. 電子技術(shù)與軟件工程. 2018(02)
[2]LED自由立體顯示系統(tǒng)交錯(cuò)階梯狹縫光柵的設(shè)計(jì)[J]. 李文華,張志文,孫亞波,趙曉輝,張連水,黨偉. 河北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[3]LED用La2(WO4)3∶Eu3+紅色熒光粉合成及光譜性能[J]. 廖金生,游航英,溫和瑞,陳景林,游維雄,魏銀偉. 光子學(xué)報(bào). 2011(05)
[4]大功率白光LED封裝技術(shù)對(duì)器件壽命的影響[J]. 涂招蓮,王國(guó)定. 半導(dǎo)體技術(shù). 2010(02)
[5]LED——新一代照明光源[J]. 王曉明,郭偉玲,高國(guó),沈光地. 現(xiàn)代顯示. 2005(07)
博士論文
[1]白光LED用熒光粉的合成與光譜性能研究[D]. 孔麗.吉林大學(xué) 2008
碩士論文
[1]稀土離子摻雜硅鋁酸鹽熒光粉的發(fā)光性能和應(yīng)用研究[D]. 徐成義.吉林大學(xué) 2018
[2]單相可調(diào)硅酸鹽熒光粉的發(fā)光特性研究[D]. 王婉榮.重慶理工大學(xué) 2018
[3]稀土摻雜鉬酸鹽、磷酸鹽LED熒光粉的制備與發(fā)光性能研究[D]. 黃保裕.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[4]硅酸鹽發(fā)光材料的制備與熒光性能研究[D]. 趙嘉彤.哈爾濱理工大學(xué) 2016
[5]白光LED用氧基磷灰石硅酸鹽熒光粉熒光性質(zhì)研究[D]. 許蘋.溫州大學(xué) 2015
本文編號(hào):3466846
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【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
LED的結(jié)構(gòu)以及發(fā)光原理圖
重慶理工大學(xué)碩士學(xué)位論文14原因并根據(jù)這個(gè)結(jié)果制備出發(fā)光可調(diào),熱穩(wěn)定性好且發(fā)光性能好的白光LED熒光粉。1.5.2研究方法(1)查閱文獻(xiàn):前期通過(guò)對(duì)相關(guān)制備硅酸鹽摻雜Eu文獻(xiàn)和書(shū)籍的查閱,了解熒光粉的發(fā)光原理,尤其是稀土離子能級(jí)圖中表示的能級(jí)與發(fā)光光譜對(duì)應(yīng)的關(guān)系。閱讀文獻(xiàn),找出相似材料制備方法以及所需環(huán)境溫度。了解熒光粉的表征手法,并學(xué)習(xí)使用相關(guān)儀器。通過(guò)對(duì)別人文獻(xiàn)中表征的結(jié)果來(lái)分析其所制得的熒光粉各方面性能的優(yōu)劣。為后面實(shí)驗(yàn)做好相關(guān)準(zhǔn)備。(2)實(shí)施實(shí)驗(yàn):通過(guò)之前積累的知識(shí),研究各種材料的化學(xué)性質(zhì)以及發(fā)光性能,綜合考慮實(shí)驗(yàn)成本后選擇制備所需的硅酸鹽摻雜Eu熒光粉的材料。綜合前人的研究,本課題選擇的硅酸鹽為MLa9(AlO4)(SiO4)5O2:Eu(M=Ca,SrBa),SrA9(AlO4)(SiO4)5O2:Eu(A=Lu,Y,Sc)以及Sr4Y6(AlO4)x(SiO4)6-xO(1-x/2):yEu。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)對(duì)三類硅酸鹽的發(fā)光情況控制變量單一并進(jìn)行對(duì)比,得出所改變的陽(yáng)離子對(duì)基質(zhì)發(fā)光情況的影響。實(shí)驗(yàn)研究思路如圖1.2所示。圖1.2實(shí)驗(yàn)分析思路圖1.5.3研究?jī)?nèi)容(1)實(shí)驗(yàn)室制備硅酸鹽MLa9(AlO4)(SiO4)5O2:Eu(M=Ca,Sr,Ba),改變基質(zhì)中陽(yáng)離子的成分,觀察晶體結(jié)構(gòu)的變化。測(cè)試XRD,并分析相的純度。測(cè)試熒光光譜,結(jié)合陽(yáng)離子改變后導(dǎo)致的晶體結(jié)構(gòu)的變化分析發(fā)光光譜形狀,強(qiáng)度峰值位置發(fā)生變化的原因。測(cè)試熒光粉的熒光壽命、熱穩(wěn)定性。
重慶理工大學(xué)碩士學(xué)位論文22Sr,Ba),并從發(fā)射光譜、壽命、熱穩(wěn)定性等方面分析了該熒光粉對(duì)于白光LED的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。3.2實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)采用傳統(tǒng)的高溫固相反應(yīng)法制備了MLa9(AlO4)(SiO4)5O2:Eu(M=Ca,Sr,Ba)。根據(jù)化學(xué)計(jì)量比對(duì)CaCO3(A.R.),BaCO3(A.R.),SrCO3(A.R.),Al2O3(A.R.),SiO2(A.R.),BaCO3(A.R.)和Eu2O3(A.R.)的原料進(jìn)行稱重并將各種粉體混合后,倒入瑪瑙研缽中,充分研磨40分鐘,之后將研磨好的粉體裝入小氧化鋁坩堝中,再將氧化鋁小坩堝放入裝有碳棒和碳粉的大坩堝中,蓋上蓋子后放入馬弗爐中以1350℃煅燒6小時(shí)。在爐中冷卻到室溫后,將樣品取出,再次研磨。煅燒工藝的升溫降溫時(shí)間曲線如下圖所示:圖3.1煅燒工藝的升溫降溫時(shí)間曲線圖3.3結(jié)果與討論3.3.1MLa9(AlO4)(SiO4)5O2:Eu(M=Ca,Sr,Ba)結(jié)構(gòu)與物相分析用XRD對(duì)合成樣品的晶體結(jié)構(gòu)和相純度進(jìn)行了研究。圖3.2展示的是CaLa9(AlO4)(SiO4)5O2:0.04Eu,SrLa9(AlO4)(SiO4)5O2:0.04Eu和BaLa9(AlO4)(SiO4)5O2:0.04Eu樣品與SrLa9(Si5.5Al0.5O24)O2.25標(biāo)準(zhǔn)卡片(ICSD416670)對(duì)比的XRD圖譜。通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),制備的樣品與標(biāo)準(zhǔn)卡片展示出的衍射峰沒(méi)有明顯差異,說(shuō)明合成的樣品是純相,沒(méi)有其他雜項(xiàng)。不同的陽(yáng)離子取代基并沒(méi)有引起衍射角和衍射峰的相對(duì)強(qiáng)度的較大變化,也沒(méi)有觀察到額外的衍射峰,這說(shuō)明這三種
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大功率LED顯示屏的設(shè)計(jì)[J]. 段振棋. 電子技術(shù)與軟件工程. 2018(02)
[2]LED自由立體顯示系統(tǒng)交錯(cuò)階梯狹縫光柵的設(shè)計(jì)[J]. 李文華,張志文,孫亞波,趙曉輝,張連水,黨偉. 河北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(06)
[3]LED用La2(WO4)3∶Eu3+紅色熒光粉合成及光譜性能[J]. 廖金生,游航英,溫和瑞,陳景林,游維雄,魏銀偉. 光子學(xué)報(bào). 2011(05)
[4]大功率白光LED封裝技術(shù)對(duì)器件壽命的影響[J]. 涂招蓮,王國(guó)定. 半導(dǎo)體技術(shù). 2010(02)
[5]LED——新一代照明光源[J]. 王曉明,郭偉玲,高國(guó),沈光地. 現(xiàn)代顯示. 2005(07)
博士論文
[1]白光LED用熒光粉的合成與光譜性能研究[D]. 孔麗.吉林大學(xué) 2008
碩士論文
[1]稀土離子摻雜硅鋁酸鹽熒光粉的發(fā)光性能和應(yīng)用研究[D]. 徐成義.吉林大學(xué) 2018
[2]單相可調(diào)硅酸鹽熒光粉的發(fā)光特性研究[D]. 王婉榮.重慶理工大學(xué) 2018
[3]稀土摻雜鉬酸鹽、磷酸鹽LED熒光粉的制備與發(fā)光性能研究[D]. 黃保裕.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[4]硅酸鹽發(fā)光材料的制備與熒光性能研究[D]. 趙嘉彤.哈爾濱理工大學(xué) 2016
[5]白光LED用氧基磷灰石硅酸鹽熒光粉熒光性質(zhì)研究[D]. 許蘋.溫州大學(xué) 2015
本文編號(hào):3466846
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