25003+3+2000Ca3SiO4Br2:0.02Sm,xCe2000x=0.010x=0.015x=0.005x=0.020x=0.025x=0.030x=0601nm1500I/a .u.1000445nmIntensity/a.u.15005000.000.010.020.031000x(Ce)3+ 5000400450500550600650700750λ/nm图3.6 样品Ca2.98-xCexSm0.020SiO4Br2在360 nm光激发下的发射光谱
3.3 CIE色坐标分析
图4.7是Ca2.995Ce0.005SiO4Br2、Ca2.990Ce0.010SiO4Br2、Ca2.975Ce0.005Sm0.020SiO4Br2、Ca2.970Ce0.010Sm0.020SiO4Br2、Ca2.965Ce0.015Sm0.020SiO4Br2、Ca2.960Ce0.020Sm0.020SiO4Br2、Ca2.980Sm0.020SiO4Br2 7个样品的CIE分析图,图中A、B、C、D、E、F、G分别代表其在CIE色坐标图中的位置,图中右上角代表其所在相应位置的坐标数据。从图可知通过改变Ce3+、Sm3+ 离子的浓度可以实现在360 nm激发下从蓝色到紫色光的发射,混合上黄绿光就可以应用在白光LED上。
- 12 -
图3.7 样品的CIE色坐标图
(A: Ca2.995Ce0.005SiO4Br2、B:Ca2.990Ce0.010SiO4Br2、C:Ca2.975Ce0.005Sm0.020SiO4Br2、
D:Ca2.970Ce0.010Sm0.020SiO4Br2、E:Ca2.965Ce0.015Sm0.020SiO4Br2、F:Ca2.960Ce0.020Sm0.020SiO4Br2、G:Ca2.980Sm0.020SiO4Br2)
- 13 -
第四章 结论
①在Ca3SiO4Br2基质中掺入少量的Ce3+、Sm3+ 稀土离子,不会改变基质的物相结构。
②制备温度对稀土荧光粉的发光强度具有重要的影响,但不会改变稀土荧光粉的光谱形状,在Ca3SiO4Br2基质中掺杂Sm3+ 的荧光粉,发光强度随着制备温度的升高,先增大后减小,并且在950 ℃下制备的荧光粉样品,发光强度达到最大。
③在Ca3SiO4Br2基质中掺入的稀土离子的浓度也会影响荧光粉的发光强度,都是随着浓度的增大发光强度先增大后较小,单掺Sm3+离子的荧光粉在Sm3+ 掺入浓度x=0.020时发光强度达到最大;单掺Ce3+ 的荧光粉在Ce3+ 掺入浓度x=0.010时发光强度达到最大;在用不同浓度Ce3+ 与0.02 Sm3+ 共同掺入到Ca3SiO4Br2基质中时,掺入的Ce3+ 浓度x=0.010时发光强度最大。
④Ce3+→Sm3+ 之间具有比较显著的能量传递,适量的Ce3+ 的掺入会显著的提高Sm3+的发光强度,然而当掺入的Ce3+ 的量过高时,不但不会提高发光强度,反而会出现抑制发光的现象,浓度过高会导致稀土离子之间的距离变近,离子之间的作用加强,导致能量转移。
⑤样品CIE色坐标分析表明,改变Ce3+、Sm3+的浓度可以实现蓝光-蓝紫光-红光的发射,复合上一定强度的黄绿光可以实现白光发射,可以应用在白光LED上。
- 14 -
参 考 文 献
[1]刘霖, 李万万, 孙康, 白光LED及其涂覆用荧光粉的研究进展 [J]. 材料导报, 2007, 21(8): 116-120.
[2]Wang Y, Yuan P, Xu H Y, et al. Synthesis of Ce:YAG Phosphor via Homogeneous Precipitation under Microwave Irradiation [J]. J. Rare Earths, 2006, 24(22): 183-186.
[3]Zhou Y H, Lin J, Wang S B, et al. Preparation of Y3Al5O12:Eu Phosphors by Citric-gel Method and Their Luminescent Properties [J]. Opt. Mater., 2002, 20(1): 13-20.
[4]Li X, Liu H, Wang J Y, et al. Preparation of YAG:Nd Nano-sized Powder by Co-precipitation Method [J]. Mater. Sci. Eng. A, 2004, 379: 347-350.
[5] 王声学, 吴广宁, 蒋伟, 等. LED原理及其照明应用 [J]. 灯与照明, 2006, 30(4): 32-35. [6] 崔元日, 潘苏予. 第四代照明光源—白光LED [J]. 灯与照明, 2004, 28(2): 31-34. [7]刘行仁, 薛胜薛, 黄德森, 等. 白光LED现状和问题 [J]. 光源与照明, 2003, (3): 4-8. [8]Zhang X D, Liu H, He W, et al. Synthesis of Monodisperse and Spherical YAG Nanopowder ba a Mixed Solvothermal Method [J]. J. Alloys Compd., 2004, 372(1/2): 300-303.
[9]Angshuman N, Sarma D D. White Light from Mn2+-doped CdS Nanocrystals: A New Approach [J]. J Phys. Chem., C, 2007, 111(37): 13641-13644.
[10]Moriga T, Kunimoto T, Sakanaka Y, et al. Low-temperature and Rapid Solid-state Synthesis of YAG:Ce Powders Using Oxides with Narrow Particle Size Distribution [J]. Phys. Staus Solidi C, 2006, 3(8): 2713-2716.
[11]尹长安, 赵成久, 刘学彦. 白光LED的最新进展 [J]. 发光学报, 2000, 21(40): 380-382. [12]张星, 胡鹏, 曹月斌, 等. 白光LED用高效荧光粉的制备研究进展 [J]. 过程工程学报, 2010, 10(6): 1242-1248.
[13]杨朝宁, 李俊, 邱建备, 等. Eu3+和Bi3+共掺锆酸钡荧光粉的制备及发光性质研究 [J]. 光谱学与光谱分析, 2013, 33(1): 19-22.
[14]张慧, 刘胜利. 溶胶-凝胶法制备LED用Ca6Sr4(Si2O7)3Cl2: Ce3+,Eu2+,Sm3+荧光粉 [J]. 中国石油和化工, 2015, 468: 113-114.
[15]康明, 刘军, 孙蓉, 等. 微波合成红色荧光粉CaCO3: Eu3+ [J]. 光谱学与光谱分析, 2010, 30(1): 225-229.
[16]董丽敏, 庄艳丽, 车厚钊, 等. 钒硼酸盐红色荧光粉制备工艺研究 [J]. 化工新型材料, 2011(11):
64-66.
[17]夏志国, 孙家跃, 李国武, 等. 新型固态照明用发光材料Ca3SiO4Br2: Eu2+ 的合成、结构与发光
性能 [J]. 发光学报, 2011, 32(10): 988-992.
[18]Duan C J, Zhang Z J, Resler S, et al. Preparation, characterization, and photoluminescence properties
- 15 -
of Tb3+-, Ce3+-, and Ce3+/Tb3+-activated RE2Si4N6C (RE=Lu, Y and Gd) phosphors [J]. Chem. Mater., 2011, 23(7): 1851-1861.
- 16 -
致 谢
本论文从选题、实验方案的设计、实验结果的分析、问题的解决,直至论文最后的完成,无不倾注着老师的智慧和心血。
再次衷心感谢所有关怀、培育和帮助过我的老师、同学和朋友们!
- 17 -