Eu2+/Mn2+掺杂的M3NaLa(PO4)3F(M=Ca,Sr,Ba)白光荧光粉的合成及发光性能

摘要

白光LED由于寿命长、发光效率高、耗能低和环保等优点，其应用在固体照明领域中受到了广泛的研究，在商业上也有了成熟的产品。传统的白光 LED基于蓝光 LED芯片+YAG:Ce3+黄色荧光粉组合，由于缺乏红光发射，导致显色指数较差，且色温较高。近年来，白光 LED的光转化材料研究转向了近紫外-紫外激发的单一基质白光荧光粉。这种荧光粉可以通过调节激活离子的掺杂配比来改进显色指数和色温。
　　本论文主要研究了Eu2+/Mn2+共掺杂的M3NaLa(PO4)3F(M=Ca，Sr，Ba)系列荧光粉的制备过程及发光性能。这些荧光粉在近紫外辐射激发下发出颜色可调的白光，可用作近紫外-紫外LED芯片为激发源的光转化材料。本论文的主要内容如下：
　　第一章，介绍了稀土发光材料及其发光机理和应用领域，概括了稀土发光材料一些常见的制备方法，总结了白光LED的研究背景和研究现状。
　　第二章，介绍了本论文所用到的实验试剂和仪器，阐述了Eu2+/Mn2+共掺杂的M3NaLa(PO4)3F(M=Ca，Sr，Ba)系列荧光粉的实验制备过程以及表征方法。
　　第三章至第五章，采用改进的高温固相合成法制备了Eu2+/Mn2+共掺杂的Ca6Na2La2(PO4)6F2、Sr3NaLa(PO4)3F、Ca2SrNaLa(PO4)3F三种荧光粉，系统研究了这三种荧光粉的物相结构和发光性能。首先，经过三种荧光粉的XRD谱图与其 JCPDS标准卡片的比对，说明得到的荧光粉为纯相。然后，测量了三种荧光粉分别单掺Eu2+和单掺Mn2+时的激发和发射光谱，发现在三种荧光粉中均存在Eu2+→Mn2+之间的能量传递过程。之后，通过 Eu2+/Mn2+共掺杂的三种荧光粉的荧光光谱和荧光衰减曲线，计算出 Eu2+→Mn2+之间的能量传递效率和Eu2+离子的荧光寿命。最后，通过改变 Eu2+/Mn2+的掺杂比例，发现发射光颜射的变化规律，表明这三种荧光粉均可以在紫外激发下实现白光发射。
　　第六章，对本文研究的三个系列荧光粉的发光性质进行了小结，结合本次研究结果与单一基质白光荧光粉面临的机遇和挑战，展望了其发展方向和前景。

目录

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第一章 绪论

1.1 稀土发光材料

1.1 稀土发光材料的制备方法

1.3 稀土发光材料的应用

1.4 白光LED的研究背景

1.5 白光LED的研究现状

1.5 本论文的研究内容及意义

第二章 实验基础

2.1 实验试剂与仪器

2.2 实验制备过程

2.3 实验表征手段

第三章 紫外光激发下发光颜色可调的Eu2+/Mn2+共掺杂Ca6Na2La2(PO4)6F2白光荧光粉

3.1 本章主要研究内容

3.2 结果与讨论

3.5 本章结论

第四章 Eu2+/Mn2+共掺杂的Sr3NaLa(PO4)3F单一基质白光荧光粉的合成及其发光性能研究

4.1 本章主要研究内容

4.2 结果与讨论

4.5 本章结论

第五章 Eu2+/Mn2+共掺杂的Ca2SrNaLa(PO4)3F白光荧光粉的荧光性质和能量传递

5.1 本章主要研究内容

5.2 结果与讨论

5.5 本章结论

第六章 结 论

参考文献

致谢

附录1 攻读硕士期间学术成果

附录2 攻读硕士期间所获奖励