白光发光二极管用几种典型氮（氧）化物荧光材料的制备及其发光性能的研究

摘要

作为一类新型的白光发光二极管用荧光转换材料，氮（氧）化物因其丰富的发光颜色、较高的荧光转换效率、稳定的化学-物理性质以及较小的热猝灭性能，近年来备受关注。但是，相对于氧化物荧光材料来说，氮（氧）化物的研究还处于起步阶段。本论文针对目前氮（氧）化物荧光材料的研究中存在的主要问题，从三个方面展开研究：　　1．通过Al、Ga对典型硅基氮氧化物CaSi2O2N2∶Eu2+晶体非金属层[Si2O2N2]2-中Si的部分替代对样品的光谱性能进行了调节与改善，探索了其中的光谱峰位移动以及发光强度提高的机理，结果表明：样品的光谱调控可以通过这种阴离子基团杂化的方式实现；此外，通过改变激活剂配位多面体的大小、对称性，减小激活剂离子进入基质晶格后的失配度，减弱其周围的晶格应变力，可以增加其在基质晶格中的稳定性，从而提高激活剂离子融入基质晶格中的几率，使荧光材料的发射强度增强。　　2．选用空气中稳定、简单易得的α-Si3N4、SrCO3、SiO2和Eu2O3为原料，在1400-1500℃、NH3-N2保护下制备合成了一种性能突出的新型红色硅基氮氧化物荧光材料Sr2SiNz∶04-1.5z∶Eu2+(0.7＜z＜1.2);其晶体结构为正交晶型，属于Pmnb∶ba-c(no.62)空间群，其晶胞参数值分别为a=5.67366(5)(A)、b=7.09777(4)(A)、c=9.75112(1)(A)。在蓝光激发下（λ=460 nm），样品的发射峰位于～620 nm，半高宽为～95 nm，量子效率可达78.0%。所制备的Sr2SiN∶O4-1.5z∶Eu2+系列样品的热稳定性优于YAG∶Ce3+(PY3-46)商用粉。这些优异的性能使其成为极具吸引力的白光LED用红色荧光材料。　　3．通过对氮化硼基氮（氧）化物的制备和研究，提出了一种可用于较低温度、常压下制备氮（氧）化物荧光材料的方法。　　(1)在700-900℃，空气气氛，常压下，获得无稀土掺杂的BCNO∶Al氮氧化物荧光材料。该材料在紫外和蓝光区均有较强的吸收，可被LED紫外或蓝光芯片有效激发：通过原料配比、制备条件的调控，BCNO∶Al氮氧化物发光颜色从蓝光到橙红光可调，量子效率最高可达74.7%。　　(2)通过制备方法的探索和改进，采用了较为简便的两步合成方案，在较低温度、常压、无模板剂和催化剂的条件下，成功合成了大量具有六边形形貌、径向尺寸300-500 nm、厚度～30 nm的h-BN纳米片。该方案拓展了可用于在低温、常压下制备细小颗粒、均匀分布的氮化物发光材料的合成方法。

目录

第一个书签之前