【摘 要】
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白光LED由于具有高效率、长寿命、低能耗等优势被认为是最具潜力的照明光源,目前实现白光常用的方式是荧光粉转换法,所以探究新型荧光材料成为目前研究热点之一。本文针对商
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白光LED由于具有高效率、长寿命、低能耗等优势被认为是最具潜力的照明光源,目前实现白光常用的方式是荧光粉转换法,所以探究新型荧光材料成为目前研究热点之一。本文针对商用多基质荧光材料存在显色性、光效低等问题,运用固溶体思想,设计出一种在单一基质中通过单一激活剂掺杂就能实现白光发射的新型发光材料。详细研究了基质调控后其晶体结构、发光性能等情况。具体研究内容如下:利用高温固相法合成了一系列Sr5(PO4)3-x(BO3)xCl:0.04Eu2+(0≤x≤0.5)荧光粉。通过X射线精修,电子自旋顺磁共振,稳态光谱以及衰减寿命等测试研究了掺杂(BO3)3-后对基质晶格结构和发光性质的影响。研究表明,通过掺杂(BO3)3-部分替换了(PO4)3-使基质Sr5(PO4)3Cl:0.04Eu2+的单位晶胞体积发生畸变,诱导出一个新的Eu2+的黄色发射峰。这个新峰的出现源自于通过改变晶体场环境诱导了一个新的Eu发光中心Eu(2),并且Eu(1)到Eu(2)格位之间的还存在着能量传递过程。最终通过Eu(1)的蓝色发射峰与Eu(2)的黄色发射峰结合实现了颜色可调的白光发射。更重要的是与商用YAG实现的白光指数(R=80,R9=14.3)相比,这种单一基质白光发射材料在紫外激发下可以获得高显色性(R=91,R9=90.2)的白光。进一步研究掺杂不同半径的阳离子对Sr5(PO4)2.5(BO3)0.5Cl晶格结构和发光性质的影响。通过X射线精修、稳态光谱、瞬态光谱研究了Eu2+的格位占据和不同Eu2+格位之间的能量传递行为。研究表明,分别掺杂Ca/Ba部分替换Sr后使基质的晶胞体积有收缩/扩张趋势,引起了晶格的畸变。小半径的Ca掺杂后,引起Eu更倾向于形成发光中心Eu(1)。Eu(1)到Eu(2)格位之间能量传递效率也随着受体Eu(2)数量的减少而降低,引起蓝光发射峰相对于黄色发射峰的强度表现为增强趋势。当大半径Ba掺杂后,则出现了与Ca正好相反的现象,这进一步证明对于基质调控后的Eu2+格位占据的正确分析。综上所述,Sr5(PO4)3-x(BO3)xCl:0.04Eu2+是一种非常有潜力且可应用于固态照明的单相白光荧光材料,并且本文采用基质调控来改变发光特性,这为优化和探索新型白光LED用荧光材料具有一定的理论和实践意义。
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