白光發(fā)光二極管（LED）因其高效、成本低廉、使用時間長、環(huán)保等優(yōu)點在固態(tài)照明市場上有著極大的市場競爭力。當前制造白光LED的最常用方法是將Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺(YAG:Ce³⁺)黃色熒光粉涂覆在藍光LED芯片上。YAG:Ce³⁺黃色熒光粉作為白光LED的核心材料之一,對白光LED器件的光色品質起著決定性作用�，F(xiàn)有研究表明,陽離子取代是一種理想的改善或修飾YAG:Ce³⁺發(fā)光特性的方法。因此,我們利用非等價共取代的方式基于YAG:Ce³⁺進行結構設計,進而調節(jié)其光學性能,并研究光學性能調制與局域晶體環(huán)境之間的構效關系,最終獲得光學性能優(yōu)異,適用于高品質白光LED器件的熒光材料。主要的工作與結論如下:（1）通過M²⁺-Si⁴⁺取代Y³⁺-Al³⁺,設計了Y_3-xM_xAl_5... 

【文章來源】：江西理工大學江西省

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

YAG晶體中Y3+所處的十二面體以及Al3+所處的八面體和四面體的結構示意圖

第三章Ce3+摻雜Y3-xMxAl5-xSixO12（M=Ba，Sr，Ca，Mg）熒光粉的晶體結構和發(fā)光性能研究21圖3.1不同煅燒溫度和煅燒時間的Y1.94MAl4SiO12:0.06Ce3+(M=Ba,Sr,Ca,Mg)的XRD圖譜，a為1450°C煅燒6h，b為1500°C煅燒10h在前面實驗基礎上，系統(tǒng)改變M2+-Si4+的摻雜量制備了一系列的Y3-xMxAl5-xSixO12:0.06Ce3+(M=Ba,Sr,Ca,Mg,x=0.2,0.4,0.6,0.8,1)熒光粉。對制備的樣品進行了XRD測試，如圖3.2所示。測試的XRD衍射峰與標準卡片YAG（JCPDSNo.33-0040）的衍射峰對比表明，在摻雜金屬離子M的含量較低時，XRD衍射峰均顯示有少量的雜相產生，但隨著摻雜量的增多，雜相衍射峰幾乎全部降低至消失，最終形成純的石榴石相。不同M2+-Si4+摻雜量的XRD結果表明YAG主晶格具有適當?shù)陌萃鈦黼x子的能力，可以通過離子對摻雜的方法制備出純相的新型固溶體石榴石熒光粉。

第三章Ce3+摻雜Y3-xMxAl5-xSixO12（M=Ba，Sr，Ca，Mg）熒光粉的晶體結構和發(fā)光性能研究25體積收縮率，摻雜Ba、Sr離子的晶胞收縮率分別為0.1993%和0.2044%，收縮率較小證明晶格畸變小，表明采用雙格位摻雜離子進入YAG主晶格后，晶體結構仍然能保持良好。晶體結構的穩(wěn)定性會對發(fā)光性能以及熱猝滅性能造成極大影響，為了更明顯地說明雙格位替代后的晶體結構的變化，如圖3.6所示給出了Y1.94MAl4SiO12:0.06Ce3+(M=Ba,Sr,Ca,Mg)的晶體結構示意圖。YAG:Ce3+晶體結構中包含三種陽離子格位，分別為是四面體和八面體中心的Al3+離子格位、十二面體中心的Y3+離子格位，它們分別與鄰近的O2-離子連接形成[A1O4]四面體、[AlO6]八面體和[YO8]十二面體，這些多面體以共棱或共點方式有序交錯連接形成三維網(wǎng)狀結構。M2+-Si4+取代Y3+-A14+后，Y3+/M2+和A13+/Si4+以2/1的比例隨機分布于Y1.94MAl4SiO12:0.06Ce3+的十二面體和四面體中心。由于M2+-Si4+和Y3+-A14+陽離子半徑差異，雙格位取代后會影響十二面體和四面體的結構構型，導致Ce3+離子所處的晶體場環(huán)境以及能級結構發(fā)生一些改變，從而使得激發(fā)、發(fā)射光譜等光學性質相應變化。有關晶體結構的改變對發(fā)光性能的影響將在下面章節(jié)進行進一步的討論闡述。圖3.3Y1.94MAl4SiO12:0.06Ce3+(M=Ba,Sr,Ca,Mg)樣品的XRD圖譜（a）和2θ角度為33-34°的局部放大圖（b）


本文編號：2920045