毕业论文--新型半导体白光LED照明用荧光材料的制备及性能研究 -(7)

2019-04-16 16:39

安徽工业大学 光信息科学与技术专业本科毕业设计(论文)

总结

本论文主要开展了Ce:YAG以及Gd掺杂的Ce:YAG晶体的生长及相关性能表征工作,并这2种单晶荧光材料以及由这2种单晶荧光材料制备的白光LED的光学性能进行了对比分析。 1、稀土离子的掺杂并没有改变YAG晶体的晶相,所有2组晶体的XRD图谱均与标准谱图(JCPDS No. 33-0040)相吻合。

2、Ce:YAG晶体对波长为460nm左右的蓝光有较强的吸收,并发射出中心波长为528nm,覆盖范围从470-650nm宽发射带谱。将Ce:YAG晶片与蓝光芯片组合成白光LED,晶片厚度对白光LED的光色性能影响显著。白光LED的显色指数,相关色温均随着晶片厚度的增加而降低,而发光效率却随着晶片厚度的增加而升高。工作电流对显色指数,相关色温的影响很小,但可以直接影响蓝光芯片的发光效率,随着工作电流的加大,蓝光芯片的发光效率降低,从而导致白光LED的发光效率随之降低。

3、Gd3+离子作为基质离子掺杂,仅对Ce3+离子周围的晶体场环境产生影响,导致其发光中心发生红移,发光中红色成分增加。其发光效率与Ce:YAG晶体十分接近,但由于所发射白光中蓝光成分的严重缺失,显色指数并没有得到提升,色温显著降低。

4、在2组晶体中Ce3+离子的浓度都偏高,所以,随着晶片厚度的增加,晶片对蓝光的吸收增多,参与配光的剩余蓝光严重不足,蓝光与黄光比例不合理,从而导致2组白光LED的显色指数都不高,Gd离子的掺杂使Ce离子的发光红移,从而一方面导致蓝光的剧减,另一方面却增加红光的成分,蓝、黄、红三色光配比严重失衡,所以显色指数不升反降。

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致谢

首先,我要向董永军和刘海莲老师致以最衷心的感谢和最崇高的敬意。本论文是在董永军和刘海莲老师的悉心指导下完成的,老师严谨求实的学术态度,清晰活跃的学术思维,以及创新、求实的科研态度和精神,这些宝贵的财富将使我终生受益。在这个过程中,我受益最大的地方就是无论遇到什么困难,首先要敢于自己面对,乐观积极,勤于思考,用于探索,培养独立的学术专研能力。在此谨向两位老师致以最衷心的感谢。

其次感谢大学四年所有授课老师的辛勤教诲,老师对我们的学习生活都很关心,最重要的是用他们的实际行动教会了我很多道理。在此向老师致以最诚挚的感谢。还要感谢我的辅导员刘菲老师对我的生活和学习给了很大的帮助。

最后我得感谢我的家人在大学4年里给我的支持和关心,没有他们的付出就我没有今天的毕业。

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附录1英文原文

Preparation and Optical Properties of Transparent

Ce:YAG Ceramics for High Power White LED

S. Nishiura1, S. Tanabe 1, K. Fujioka2, Y. Fujimoto2 and M. Nakatsuka2

1 Graduate School of Human and Environmental Studies, Kyoto University,Yoshida nihonmatsu-cho, Sakyo-ku, Kyoto 606-8501, Japan

2 Institute of Laser Engineering, Osaka University, 2-6 Yamada-oka,Suita, Osaka 565-0871, Japan

E-mail: s.nishiura@nctdd.mbox.media.kyoto-u.ac.jp

Abstract. Transparent Ce:YAG ceramics were synthesized from the

Ce:YAG powder which was produced by co-preparation method of the hydroxides. The Ce:YAG ceramics exhibit a broad emission band peaked at 530 nm due to the 5d→4f transition of Ce3+. The transmittances of the samples obtained were 70 ~ 87 % at 800 nm. The absorption coefficient and emission intensity of Ce3+ were increased with the increase of the thickness. With increasing thickness of the sample, the color coordinates of the Ce:YAG ceramics under 465 nm LED excitation shifted from the blue region to the yellow region with passing nearby the theoretical white point. The highest value of luminous efficacy of the white LED was 73.5 lm/W.

1. Introduction

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