稀土离子共掺杂钒酸盐的光致白光性质研究

论文摘要

第一代白光LED早在1996年就已经被报道,由Ⅲ-Ⅴ族半导体InGaN芯片与黄色荧光粉YAG:Ce封装制成,InGaN发出蓝光,YAG:Ce吸收一部分蓝光并发出黄光,然后黄光和蓝光混合后发出白光。这种在半导体LED芯片上涂覆粉末制备的白光LED光源具有许多优点,如稳定性好、发光效率高、使用寿命长、能量损耗低等。所以白光LED在照明、显示和固态激光等领域都有着非常广阔的应用前景,受到了广泛的关注。并且作为第四代光源已经逐渐取代了传统白炽灯和荧光灯。在本文中,作者通过在同一基质（钒酸盐）中双掺入两种稀土元素,所获得的荧光粉在单一波长的紫外光激发下就能发射白光。用这种荧光粉构造的白光LED在器件设计和制备方面变得更为简便,成本会更低,发光稳定性也会增强。本文的目的就是研究两种稀土元素含量比率对发光强度的影响。各章节主要内容概述如下：第一、二章：首先概述了白光发射的几种模型,对比了传统的热辐射、阴极射线和LED的光发射,LED有着许多优势。接着列出了几种主要的白光发射的表征手段。对稀土双掺钒酸盐基质的白光发射的研究进展和制备方法做了总结。目前,在钒酸盐基质中双掺入稀土元素获得白光的研究还处于起步阶段,研究如何获得高纯度、显色性好的白光具有重大意义。第三章：用传统的固相法制备了Sr2.5DY1/3-xEUxV2O8（0≤x≤1/3）,在紫外光的激发下,样品能同时发出Dy3+的黄光和Eu3+的红光。而且,随着Eu3+浓度的变化,黄光和红光的强度比发生明显的变化,这说明我们可以用改变Eu3+的浓度来获得所需要的白光。另外,我们进一步在Sr2.5DY1/3-xEUxV2O8（0≤x≤1/3）中掺入Bi元素,发现Bi的掺入有利于提高稀土元素的发光强度。第四章：用固相法首先制备了Ba3（1-x）Ce2xV2O8（0≤x≤0.1）系列样品,发现x=0.8的样品Ce的发射最强。随后用固相法制备了Ba3（o.92-y）Ceo.16Eu2yV2O8（0≤y≤0.1）系列样品。在发射光谱中,我们可以观察到样品能同时发出Ce3+的紫光（428nm）、蓝光（473nm）和Eu3+的红光（597、618和654nm）,这表明基质能将吸收的能量有效传递给激活剂离子Ce3+和Eu3+。而且随着Eu离子浓度的增加,Ce3+的发光强度变化不大,从最强的160.2到116.5,变化范围只有40。而Eu的发射强度从584.7到49.36变化范围超过500。所以我们可以通过调节Eu3+的浓度来调节蓝光和红光的强度比,从而来获得所需要的白光。最后对全文进行了总结和展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 白光发射的几种模型
• 1.2.1 热辐射
• 1.2.2 阴极射线
• 1.2.3 气体放电
• 1.2.4 发光二极管（LED）
• 1.3 白光发射的特性指数
• 1.3.1 色系坐标
• 1.3.2 三原色
• 1.3.3 显色性
• 1.4 本论文研究的内容及其意义
• 参考文献
• 第二章 稀土双掺钒酸盐基质的制备方法和表征方法
• 2.1 实验中所用的试剂和设备
• 2.2 制备方法
• 2.2.1 固相法
• 2.2.2 水热法
• 2.2.3 溶胶凝胶法
• 2.3 表征方法
• 2.3.1 X射线衍射（XRD）
• 2.3.2 室温荧光光谱分析（PL）
• 2.3.3 扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）分析
• 2.3.4 傅里叶红外光谱（FTIR）
• 2.4 本章小结
• 3+和Dy³⁺共掺Sr₃V₂O₈的制备和发光性能研究'>第三章 Eu³⁺和Dy³⁺共掺Sr₃V₂O₈的制备和发光性能研究
• 3.1 引言
• 3+和Dy³⁺共掺Sr₃V₂O₈的制备'>3.2 Eu³⁺和Dy³⁺共掺Sr₃V₂O₈的制备
• 3+和Dy³⁺共掺Sr₃V₂O₈的表征结果分析'>3.3 Eu³⁺和Dy³⁺共掺Sr₃V₂O₈的表征结果分析
• 3.3.1 样品的结构分析（XRD）
• 3.3.2 样品的荧光性质分析（PL）
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 3+和Ce³⁺共掺Ba₃V₂O₈的制备和发光性能研究'>第四章 Eu³⁺和Ce³⁺共掺Ba₃V₂O₈的制备和发光性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 样品的制备
• 4.3 结果与分析
• 3（1-x）Ce_2xV₂O₈（0≤x≤0.1）的结构表征'>4.3.1 Ba_3（1-x）Ce_2xV₂O₈（0≤x≤0.1）的结构表征
• 3（1-x）Ce_2xV₂O₈（0≤x≤0.1）的发射光谱(λ_ex=300nm)'>4.3.2 Ba_3（1-x）Ce_2xV₂O₈（0≤x≤0.1）的发射光谱(λ_ex=300nm)
• 3（0.92-y）Ce_0.16Eu_2yV₂O₈（0≤y≤0.1）的结构表征'>4.3.3 Ba_{3（0.92-y）}Ce_0.16Eu_2yV₂O₈（0≤y≤0.1）的结构表征
• 3（0.92-y）Ce_0.16Eu_2yV₂O₈（0≤y≤0.1）的激发光谱和发射光谱'>4.3.4 Ba_{3（0.92-y）}Ce_0.16Eu_2yV₂O₈（0≤y≤0.1）的激发光谱和发射光谱
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 9Gd_0.84Eu_xDy_0.16-x（VO₄）₇的制备和发光性能研究'>第五章 Ca₉Gd_0.84Eu_xDy_0.16-x（VO₄）₇的制备和发光性能研究
• 5.1 引言
• 5.2 样品的制备
• 9Gd_0.84Eu_xDy_0.16-x（VO₄）₇的表征分析'>5.3 样品Ca₉Gd_0.84Eu_xDy_0.16-x（VO₄）₇的表征分析
• 5.3.1 样品的结构分析（XRD）
• 5.3.2 样品的荧光性质分析（PL）
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文