稀土离子掺杂的Sr2MgSiO5荧光粉的制备及发光特性研究

论文摘要

稀土离子掺杂的硅酸盐荧光粉具有良好的发光性能,因此,作为白光LED用荧光粉被广泛研究。本文采用高温固相法和溶胶-凝胶法制备了Eu2+、Ce3+、Tb3+稀土离子及Mn2+掺杂的Sr2MgSiO5荧光粉,研究了各样品的发光机理及特性。制备了单掺Eu2+的Sr2MgSiO5荧光粉。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析了Sr2MgSiO5荧光粉的晶格结构。结果表明：样品Sr2MgSiO5为四方晶系。研究分析了助熔剂对样品Sr2MgSiO5:Eu2+发光特性的影响。光谱分析表明：加入助熔剂可以使样品Sr2MgSiO5:Eu2+在不同波段的发射强度发生重新分布,其发射波长和相对强度发生变化。为了研究样品Sr2MgSiO5:Eu2+, Mn2+的发光特性及Eu2+和Mn2+之间的能量传递,制备了Sr2MgSiO5:Eu2+, Mn2+样品。光谱分析表明：样品激发光谱是250-450nm的宽带谱；365nm近紫外光激发下,样品Sr2MgSiO5:Eu2+, Mn2+的发射光谱包含红、绿、蓝三个发射带；Eu2+、Mn2+共掺时,发生了Eu2+→Mn2+的能量传递,使得在Sr2MgSiO5基质中原本不发光的Mn2+成为发光中心。制备了Sr2MgSiO5:Ce3+, Tb3+样品,进一步研究了Sr2MgSiO5基质中Ce3+和Tb3+之间的能量传递。光谱分析表明：Ce3+、Tb3+共掺时,在350nm激发下,Sr2MgSiO5基质中发生了Ce3+→Tb3+的能量传递,Ce3+离子敏化了Tb3+,导致Ce3+的特征发射减弱、Tb3+的5D4-7FJ特征发射增强。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 序
• 1 绪论
• 1.1 白光LED用荧光粉的研究现状
• 1.1.1 白光LED的制备方法
• 1.1.2 白光LED用硅酸盐单色荧光粉
• 1.1.3 白光LED用单一基质硅酸盐荧光粉
• 1.2 稀土离子荧光粉的发光机理
• 1.2.1 稀土离子的能级跃迁
• 1.2.2 稀土离子间的能量传递
• 1.2.3 稀土元素及稀土发光材料的晶格结构
• 1.2.4 几种典型稀土离子的光谱学性质
• 1.3 稀土发光材料的制备及表征
• 1.3.1 制备方法
• 1.3.2 测试表征
• 1.4 研究目的及主要研究内容
• 2 实验方法
• 2.1 实验原料和器材
• 2.1.1 原料及试剂
• 2.1.2 实验器材
• 2.2 实验流程
• 2.2.1 高温固相法制备样品
• 2.2.2 溶胶-凝胶法制备样品
• 2.3 样品测试
• 2MgSiO₅:Eu²⁺,Mn²⁺荧光粉发光机理及性能分析'>3 Sr₂MgSiO₅:Eu²⁺,Mn²⁺荧光粉发光机理及性能分析
• 2MgSiO₅:Eu²⁺发光特性研究'>3.1 Sr₂MgSiO₅:Eu²⁺发光特性研究
• 2MgSiO₅:Eu²⁺的XRD分析'>3.1.1 样品Sr₂MgSiO₅:Eu²⁺的XRD分析
• 2MgSiO₅:Eu²⁺的PL分析'>3.1.2 样品Sr₂MgSiO₅:Eu²⁺的PL分析
• 2MgSiO₅:Eu²⁺发光性能的影响'>3.3 助熔剂对Sr₂MgSiO₅:Eu²⁺发光性能的影响
• 2MgSiO₅:Eu²⁺,Mn²⁺及其发光特性研究'>3.4 溶胶-凝胶法制备Sr₂MgSiO₅:Eu²⁺,Mn²⁺及其发光特性研究
• 2MgSiO₅:Eu²⁺,Mn²⁺物相结构分析'>3.4.1 Sr₂MgSiO₅:Eu²⁺,Mn²⁺物相结构分析
• 2MgSiO₅:Eu²⁺发光特性研究'>3.4.2 Sr₂MgSiO₅:Eu²⁺发光特性研究
• 2MgSiO₅:Eu²⁺,Mn²⁺中能量传递'>3.4.3 样品Sr₂MgSiO₅:Eu²⁺,Mn²⁺中能量传递
• 3.5 本章小结
• 2MgSiO₅:Ce³⁺,Tb³⁺发光特性研究'>4 Sr₂MgSiO₅:Ce³⁺,Tb³⁺发光特性研究
• 2MgSiO₅:Ce³⁺和Sr₂MgSiO₅:Tb³⁺的发光特性'>4.1 Sr₂MgSiO₅:Ce³⁺和Sr₂MgSiO₅:Tb³⁺的发光特性
• 2MgSiO₅:Ce³⁺的发光特性'>4.1.1 Sr₂MgSiO₅:Ce³⁺的发光特性
• 2MgSiO₅:Tb³⁺的发光特性'>4.1.2 Sr₂MgSiO₅:Tb³⁺的发光特性
• 2MgSiO₅:Ce³⁺,Tb³⁺中能量传递'>4.2 样品Sr₂MgSiO₅:Ce³⁺,Tb³⁺中能量传递
• 4.3 本章小结
• 5 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集