几种单一基质白色发光材料的制备和光学性能研究

摘要

近几年来，材料科学领域的研究热点之一是如何实现白光发射。在实际应用中，通常采用几种荧光材料共存的形式以实现白光发射，然而这会造成白光不稳定和流明效率低等问题。一个合理的解决方案是开发新型单一基质白光发光材料。实现白光发射，Dy3+是理想的稀土离子掺杂剂；B i3+通过能量传递可以增强Dy3+的发光强度，可以被选作敏化剂。此外，全无机钙钛矿纳米晶CsPbX3 (X=C l，Br，I)，自2015年被首次报道以来便被广泛关注，该材料拥有实现单一基质白色发光的潜力。本论文对两类Dy3+/Bi3+掺杂的新型单一基质白光发光材料进行了系统制备和光学性能研究，初步探究了全无机钙钛矿纳米晶 CsPb Br3的合成。主要内容如下：　　采用高温固相法制备Dy3+掺杂的Sr2(1–y)Ca2yY8(SiO4)6O2 (0 ≤ y≤ 1)单一基质白色荧光粉。Sr/Ca 离子比例的变化，引起激活离子晶体场环境的重大变化。在紫外（UV）、真空紫外（VUV）以及阴极射线（CL）激发下，样品均能呈现较强的白光发射，同时Dy3+特征发射峰强度比值（蓝黄比）呈现明显变化。基于光学性质、衰减时间及热猝灭性能，对该现象做了合理解释。引入 Bi3+作为敏化剂，使得最佳样品的发射强度提升3.75倍。LED封装测试表明，Dy3+掺杂的Sr2(1–y)Ca2yY8(SiO4)6O2 (0≤y≤1)是较为理想的单一基质白色发光材料。　　采用高温固相法制备系列Dy3+掺杂的Ca9Al(PO4)7荧光粉。该材料在紫外、真空紫外以及阴极射线激发时均能呈现Dy3+的特征发射，且位于白光范围。此外，还调研了Dy3+掺杂的Ca9Al(PO4)7荧光粉的热稳定性。　　通过饱和重结晶法系统制备了CsPbBr3及其相关纳米晶。基于Cs+与其他离子的溶解度差异，探究了前驱体中PbBr2与CsBr的比例、浓度，前驱体使用量，反应时间等因素对纳米晶物相、形貌、尺寸、光学性能的影响。该研究对室温下采用饱和重结晶法制备CsPbBr3纳米晶具有重要的指导意义。

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