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摘 要

为了开发新型白光LED用荧光粉，采用固相反应法制备了一系列Ce³ -Eu² -Sm³ 掺杂的Ba₂Gd₂Si₄O₁₃(BGS)荧光粉，并对其发光性能进行了研究。当Ce³ 和 Eu² 単掺入到BGS时，在350～550nm和420～650nm附近出现宽的发射带；将Ce³ 和Eu² 同时掺入BGS中发现其能量转移很弱，这可能是由两种激活剂离子之间的竞争吸收所致；Sm³ 激活的BGS在550～750nm的区域表现出红色光。为了实现白光发射，设计了BGS:0.06Ce³ ,0.04Eu² ,ySm³ (0≤y≤0.18)荧光粉，并观察到从Ce³ /Eu² 到Sm³ 的能量转移。通过控制Sm³ 浓度可以调节发光颜色，并在BGS:0.06Ce³ ,0.04Eu² ,0.06Sm³ 样品中得到白色发光。对典型BGS:0.06Ce³ ,0.04Eu² ,0.06Sm³ 样品的热发光稳定性研究表明,Eu² 和Sm³ 的发光强度随温度增加均呈连续下降趋势,而Ce³ 的发光强度随温度的升高而增加。

关键词：荧光粉，发光材料，发光二极管

Abstract: To develop new white-light-emitting phosphor, a series of Ce³ -Eu² -Sm³ doped Ba₂Gd₂Si₄O₁₃ (BGS) phosphors were prepared by solid-state reaction method, and their photoluminescence properties were studied. The Ce³ and Eu² single-doped BGS phosphors show broad emission bands around in the region of 350-550 and 420-650 nm, respectively. By co-doping Ce³ -Eu² into BGS, the energy transfer (ET) from Ce³ to Eu² is inefficient, which could be due to the competitive absorption between the two activator ions. The Sm³ -activated BGS exhibits an orangey-red emission in the region of 550-750 nm. To achieve white emission, the BGS:0.06Ce³ ,0.04Eu² ,ySm³ (0 ≤ y ≤ 0.18) phosphors were designed, in which the ET from Ce³ /Eu² to Sm³ was observed. The emission color can be tuned by controlling the Sm³ concentration, and white emission was obtained in the BGS:0.06Ce³ ,0.04Eu² ,0.06Sm³ sample. The investigation of thermal luminescence stability for the typical BGS:0.06Ce³ ,0.04Eu² ,0.06Sm³ sample reveals that the emission intensities of both Eu² and Sm³ demonstrate continuous decrease but the Ce³ emission is enhanced gradually with increasing temperature.

Keywords: Phosphors, Luminescence, LEDs

目录

1 绪论 4

1.1 发光二极管实现方式 4

1.2 发光二极管的应用 4

1.3 pc-LED实现白光方式 4

1.4 应用前景 5

1.5 稀土离子发光材料 5

1.6 荧光粉基质Ba₂Gd₂Si₄O₁₃（BGS） 5

2 实验部分 6

2.1 主要试剂和仪器 6

2.1.1 原料 6

2.1.2 仪器 6

2.2 高温固相法介绍 6

2.3 样品制备 6

2.4 样品表征方式 6

3 结果与讨论 7

3.1 样品最佳制备条件 7

3.2 Ce³ -Eu² 共掺杂BGS荧光粉样品激发和发射光谱 7

3.3 Ce³ -Eu² 共掺杂 BGS 荧光粉发光离子的能量转移 8

3.4 Sm³ 发光离子的发射光谱 9

3.5 BGS:0.06Ce³ ,Eu² ,Sm³ 的发光性质 10

3.6 热猝灭性能 13

3.7 CIE色度图 17

4 结论 18

参考文献 19

致 谢 21

1 绪论

发光二极管实现方式

发光二极管是一种多层很薄的掺杂半导体材料，一层缺乏电子所以形成带正电的“空穴”，一层有过量的电子，当接入电源或者通电时，电子和空穴结合，释放能量，激发荧光粉发出光芒^[[1]1^]。

发光二极管的应用

1、LED显示屏

最起初,出现文字屏或动画屏。随着时代的发展,LED显示屏的视频技术开始成熟,电视机的电视屏开始显像图像。随着技术的发展，室外的显示屏也开始逐渐被应用，比如随处可见的商场显示屏，体育馆大屏幕，街道商店的滚动屏。而且股票市场、银行、证劵场所等也都能看到浮动屏被广泛应用。

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