稀土掺杂碱土金属化合物发光材料的研制

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1、摘要本论文主要采用固相法制备稀土Eu离子掺杂的碱土硫化物、碱土钼酸盐红色荧光粉和碱土铝酸盐绿色荧光粉，系统探讨稀土离子掺杂浓度、助熔剂和碱土离子取代量对荧光粉性能的影响，还对液相法制备碱土铝酸盐荧光粉进行尝试，最后从晶体结构、能带理论、荧光光谱的角度对以上三类稀土掺杂碱土化合物发光材料的发光机理进行初步探讨。采用固相法在还原气氛中合成以碱土硫化物为基质的用于GaN基LED的红色荧光粉MS：Eu2+(M为碱土金属离子)；比较C粉和N2一H2(V池：VH严95％：5％)还原气氛对荧光粉发光性能的影响；改变激活剂的浓度、助熔剂的种类及添加量，制备出高亮度红色荧光粉；在CaS：Eu2+中

2、引入辅助激活剂E，、原料中添加适量助熔剂NH4F、基质中适当引入M矿可使其发光强度增强；SP取代Ca2+的Cal．xSrxS：Eu2+,矿荧光粉的激发峰蓝移，更好地与GaN基LED发出的470rim蓝光相匹配。由于硫化物的抗氧化性和抗湿性较差，严重制约了硫化物的应用。本论文以红色荧光粉CaS：Eu2+为代表，采用在荧光粉表面包覆适量硅树脂膜的方法，提高其化学稳定性。通过XRD、EDX、SEM等方法验证硅树脂膜的存在。发光性能测试表明经过硅树脂包覆后的荧光粉的化学稳定性有较大提高。采用高温固相法在空气中合成碱土钼酸盐为基质的红色荧光粉CaM004：Eu3+，得到的荧光粉荧光强度较强

3、，可见光区的激发与发射峰较尖锐，紫外区域的较宽广。在基质中用适量妒+取代M06．，用紫外波段激发，可实现荧光粉发射峰在597～545nm范围内可调，拓展其在白光LED领域的应用。采用高温固相法和共沉淀法在还原气氛中合成碱土铝酸盐为基质的绿色荧光粉xSrO·yAl203：Eu2+，实验中通过调节碱土锶离子与铝离子的配比、稀土离子掺杂量以及不同的热处理工艺得到荧光强度较强的荧光粉。在4SrO·7A1203：Eu2+基质中，Ba2+置换SP可实现荧光粉发射峰从488nm蓝移至435nm。利用共沉淀法制备(Bao．40Sro．57)O·7／4A1203：Euo．03碱土铝酸盐荧光摘要粉，

4、添加适量H3803作为助熔剂，发现晶粒生长层状排列明显，其荧光强度比固相法要强，尤其通过快速升温进行热处理后的样品荧光强度较强。针对以上三类碱土金属化合物发光材料从晶体结构、能带理论、荧光光谱对其发光机理进行一定程度的探讨。关键词：荧光粉；发光特性；碱土金属ⅡAbstractInthisthesis，threekindsofphosphors，includingrareearthionEu3+dopedalkaline··earthsulfidesandalkaline-·earthmolybdatesredemittingphosphorsandalkaline-earthah

5、minatesgreenemittingphosphors，weresynthesizedviasolid-statereactionmethod．Meanwhile，theCO—precipitationmethodwasalsoappliedinthesynthesisofalkaline．earthaluminates．TheeffectofEu3+concentration，fluxesandalkaline-earthionssubstitutionweresystematicallydiscussed．Akindofsulfide，CaS：Eu2+，activated

6、byeuropiumionforwhiteLEDlighting,Wassynthesizedviasolid-statereactionrouteunderreducingatmospheres．Duringthisprocessing，optimalsynthesisprocedurewasobtainedbYcontrollingasetofparameters．Differentkindsofreducingatmospheres，COrootincarbonandnitrogen-hydrogen(VN2：Vm----95％：5％)，werecompared．Brigh

7、tnessofCaS：Eu2+couldbeimprovedbytheadditionofflux脚inadditiontodopantofE，．BychangingthehostofCaS：Eu2+,E，intoCal．xSrxS：Eu2+,Er3+，theemissionwavelengthesofphosphorscouldbeshiftedtoshorterwavelengthes，whichcouldmatchedwithGaN-basedLEDbetter．Anove