长余辉材料内部陷阱及发光性能的研究

摘要

在近 20 年的研究中，长余辉材料得到了前所未有的发展，许多新型的长余辉材料得到了开发和应用。目前大量的硅酸盐荧光粉由于其优良的发光性能和高的物理、化学稳定性被大量报导。我们通过高温固相法成功制备了一种新型的且性能优异的硅酸盐长余辉荧光粉LiGaSiO4:Mn2+。对所测的XRD数据进行了精修处理，确定了其属于三斜晶系，及各个阳离子均为四配位，且各个阳离子之间通过四面体相连。通过对其发射和余辉光谱及余辉衰减曲线和热释光谱的详细分析，确定了Mn2+进入了Li+格位，并表现出了绿光发射，在紫外灯和模拟日光灯源的照射下，该长余辉荧光粉的余辉时间可长达365 min 和125 min。利用初升法对不同的激发温度下的样品热释光谱分析，得出在该样品内部存在两种陷阱。依据上述的实验分析，我们可得出LiGaSiO4:Mn2+可做为一个性能优异的绿色长余辉发光材料。 荧光粉由于其高效的发光效率，被广泛用于照明和显示领域。目前，阻碍LED灯具发展的一个重大因素是：灯具在使用时会产生热量，而热量积聚会引发的荧光粉的热猝灭进而导致荧光粉发光效率降低。我们通过高温固相法制备了具备独特的热敏化效应的Na2CaGe6O14:Pr3+荧光粉，在这种基质中Pr3+的红光发射随着温度升高而显着增强，最高的测试温度高达250℃，这种现象的产生是由于高温引起的机制中的缺陷的进一步产生从而引起了更多的Pr3+的能量的转移。这一发现，为大大减少甚至消除荧光粉由于热猝灭带来的发射强度衰减提供了新的解决思路。

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摘 要

Abstract

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第一章 绪 论

1.1长余辉发光材料概述

1.2长余辉发光材料的研究进展

1.2.1 金属硫化物体系长余辉发光材料

1.2.2 铝酸盐体系长余辉发光材料

1.2.3 硅酸盐型长余辉荧光粉

1.3长余辉发光材料机理

1.3.1 Matsuzawa 余辉机理模型

1.3.2 Aitasalo 余辉机理模型

1.3.3 Dorenbos 余辉机理模型

1.3.4 Clabau 余辉机理模型

1.4热敏感发光材料

1.5本论文选题的意义及依据

参考文献

第二章 实验

2.1 样品的制备

2.1.1 原料

2.1.2 设备

2.2 样品的制备

2.3 样品的测试与表征

2.3.1 晶体结构

2.3.2 紫外可见-漫反射光谱

2.3.3 激发光谱和发射光谱

2.3.4 余辉衰减性能测试

2.3.5 热释光测试

第三章 绿色长余辉材料LiGaSiO4:Mn2+的发光性能的研究

3.1引言

3.2 LiGaSiO4和 LiGaSiO4:xMn2+(x=0.1，0.2，0.3，0.4，0.5

3.3 LiGaSiO4基质材料的晶体结构和能带结构的研究

3.3.1 LiGaSiO4基质材料的晶体结构分析

3.3.2 基质材料LiGaSiO4的能带结构、态密度、和分态密度的研究

3.3.3小结

3.4 LiGaSiO4:Mn2+的发光和余辉性能的研究

3.4.1 物相分析

3.4.2 激发光谱、发射光谱和漫反射光谱

3.4.3 余辉光谱和余辉衰减曲线

3.4.4 小结

3.5 LiGaSiO4:0.4%Mn2+内部陷阱分析

3.5.1 LiGaSiO4:0.4%Mn2+热释光谱

3.5.2 LiGaSiO4:0.4%Mn2+的内部陷阱分布

3.5.3 LiGaSiO4:0.4%Mn2+的内部的浅陷阱分布

3.5.4 小结

3.6 LiGaSiO4:0.4%Mn2+的余辉发光机理

3.6.1发光过程可以分成如下几个过程：

3.7 LiGaSiO4：0.4%Mn2+的热稳定性的研究

3.8 本章小结

参考文献

第四章 Na2CaGe6O14:Pr3+的热敏化性能和热变色性能的研究

4.1 引言

4.2 Na2CaGe6O14:x%Pr3+(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)的制备

4.2.1 Na2CaGe6O14:x%Pr3+(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)的

4.2.2 Na2CaGe6O14基质材料的晶体结构的研究

4.2.3 Na2CaGe6O14:x%Pr3+的晶体结构的研究

4.2.4 小结

4.3 Na2CaGe6O14:x%Pr3+(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)的发光性

4.3.1 Na2CaGe6O14:x%Pr3+(x=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)的最

4.3.2 常温下Na2CaGe6O14:0.6%Pr3+的激发光谱和发射光谱

4.3.3 不同温度下的Na2CaGe6O14:0.6%Pr3+的发射光谱

4.3.4 小结

4.4 Na2CaGe6O14:x%Pr3+的结构的转换和缺陷的产生

4.4.1 不同温度下的Na2CaGe6O14:0.6%Pr3+的XRD图谱

4.4.2 Na2CaGe6O14:0.6%Pr3+的拉曼图谱

4.4.3 结构变化与发光性能的关系

4.4.4 Na2CaGe6O14:0.6%Pr3+的余辉性能

4.4.5 小结

4.5 Na2CaGe6O14:0.6%Pr3+的热敏化效应机理

4.6 本章小结

参考文献

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2 不足与展望

硕士期间发表的论文

致谢