Na_(1-x)M_(x)CaEu(WO_(4))_(3)(M=Li,K)红色荧光粉的微观结构与热淬灭特性研究

摘要

红色荧光粉对改善白光LED(w-LEDs)发光性能具有至关重要的作用。为制备与商用LED芯片相符的、高效和稳定性好的红色荧光粉,本研究采用传统高温固相法合成了系列四方白钨矿结构的Na_(1-x)M_(x)CaEu(WO_(4))_(3)(M=Li,K)红色荧光粉,并系统研究了Li^(+)和K^(+)的掺杂对NaCaEu(WO_(4))_(3)荧光粉晶体结构、发光性能以及热淬灭特性的影响。Rietveld精修结果显示,掺杂Li^(+)和K^(+)没有改变NaCaEu(WO_(4))_(3)基质的四方白钨矿结构,而是形成了固溶体,并且导致晶格常数呈现规律性的变化。光致发光光谱表明,在近紫外光395 nm激发下,荧光粉呈现典型的红色发射,其最强发射峰位于617 nm处,对应于Eu^(3+)离子的5 D_(0)→7 F_(2)跃迁,这表明Eu^(3+)处于非对称中心格位。更值得注意的是掺杂Li^(+)和K^(+)有效改善了NaCaEu(WO_(4))_(3)荧光粉的发光强度,当Li^(+)和K^(+)的掺杂浓度(物质的量分数)分别为100%和30%时,荧光粉的发光强度和色纯度达到最佳。此外,还对Na_(1-x)M_(x)CaEu(WO_(4))_(3)(M=Li,K)荧光粉的热淬灭特性机理进行了研究。结果显示,掺杂Li^(+)和K^(+)荧光粉均表现出卓越的热淬灭特性,其中当Li^(+)掺杂浓度(物质的量)为100%时,LiCaEu(WO_(4))_(3)荧光粉的热淬灭特性最佳。以上研究结果均表明Na_(1-x)M_(x)CaEu(WO_(4))_(3)(M=Li,K)红色荧光粉在大功率近紫外激发的白光发光二极管中具有潜在的应用价值。