稀土钒酸盐和钨酸盐荧光粉的合成及发光性能研究

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1、广东工业大学工学硕士学位论文(工学硕士)稀土钒酸盐和钨酸盐荧光粉的合成及发光性能研究牛朋飞二○一八年六月分类号：学校代号：11845UDC：密级：学号：2111515007广东工业大学硕士学位论文(工学硕士)稀土钒酸盐和钨酸盐荧光粉的合成及发光性能研究牛朋飞指导教师姓名、职称：刘晓华教授专业或领域名称：材料物理与化学学生所属学院：物理与光电工程学院论文答辩日期：2018年6月2日ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyforthedegreeofMaster(MasterofEngineeringScie

2、nce)PreparationandResearchonLuminescentPropertiesofVanadateandTungstatePhosphorsM.E.Candidate:PengfeiNiuSupervisor:Prof.XiaohuaLiuJune2018SchoolofPhysics&OptoelectronicengineeringGuangDongUniversityofTechnologyGuangZhou,GuangDong,P.R.China,510006摘要摘要在当前能源短缺和节能减排的大趋势下，低能耗光源是当下的研究热点。白光LED(li

3、ghtemittingdiode)因其具有寿命长、效率高、能耗低、节能环保等优点而有望替代传统照明成为新一代绿色光源。现今LED商业化照明主要是通过InGaN基蓝光LED芯片激发黄色荧光粉(YAG:Ce3+)得到黄光，并与未被完全吸收的蓝光混合调出白光或者使用近紫外LED芯片激发三基色荧光粉得到三种颜色的光复合调出白光。前者因为缺少红光成分使得显色指数过低，后者因为现有的红色荧光粉发光效率低而导致白光LED效能较低。因此，对于新型红色荧光粉的研发是当下研究重点。钒酸盐是一种稳定性高，结晶度好，高可见光透明度的优秀光学材料，也是一种典型的基质敏化材料。钒酸盐晶格中的钒酸根基团

4、被称作高效发光中心，能够吸收紫外光能量并以辐射跃迁的方式转化为可见光或者传递给稀土离子，提高稀土发光效率。钨酸盐作为一种光学材料，具有优异的热稳定性和化学稳定性，并且其作为基质材料具有很宽的激发和发射谱，这类基质材料能够很好的与近紫外LED芯片和蓝光LED芯片匹配，较宽的发射光谱有利于光色的调节。本文我们制备了Ba3+2LaV3O11:Eu和Ba3+6Gd2W3O18:Eu系列荧光粉，并通过XRD、SEM、TEM、发光光谱等对样品进行了分析，取得如下研究进展：1)首次采用传统高温固相反应法合成了Ba3+2LaV3O11:Eu荧光粉。通过光致发光激发和发射光谱研究它们的发光性

5、质。激发光谱显示200-370nm区域的宽带，这归因于O2-→V5+和O2-→Eu3+的电荷转移跃迁的重叠。荧光粉表现出Eu3+的红色发射，随着Eu3+浓度的变化，基质的结构发生变化，发光光谱结构也发生相应变化。荧光粉浓度猝灭发生在30mol％，交换作用是其主要机制。Ba3+2LaV3O11:Eu显示可调谐的CIE色坐标，从黄橙到红取决于Eu3+的含量，该特性在照明和显示器件有潜在的应用。2)首次合成了新型双钙钛矿结构钨酸盐Ba6Gd2-xEuxW3O18荧光粉。X射线衍射(XRD)，扫描电子显微镜(SEM)，光致(PL)激发，发射光谱和PL衰减曲线对制备的荧光粉进行了表征

6、。XRD分析表明，荧光粉为立方双钙钛矿结构(空间群Fm-3m(225))，该荧光粉具有纳米线形貌，其直径约为几十到数百纳米。激发和发射光谱表明Ba6Gd2-xEuxW3O18荧光粉在大约323nm处具有非常强烈的电荷转移带，在593nm激发I广东工业大学硕士学位论文3+5D73+下发射出强烈的橙红光(由Eu的0→F1跃迁引起)。Ba6Gd2-xEuxW3O18荧光粉中Eu离子的最佳掺杂浓度约为20mol％，浓度猝灭的主要机制是电四极-电四极相互作用。关键字：钒酸盐；钨酸盐；发光性能；能量转移；晶体结构IIABSTRACTABSTRACTLow-consumptionligh

7、tsourcesattractmoreandmoreattentioninthelonglifespan,highefficiency,lowenergyconsumption,energysavingandenvironmentalfriendliness.Whitelight-emittingdiodes(w-LEDs)areanewgenerationofgreenlightsourcewhichhavebeenexpectedtoreplacetraditionallighting.Thecommercia