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本文采用固相反应法和溶胶凝胶法分别制备了 YAG:Ce3+荧光粉;采用光学浮区炉生长了 YAG:Ce3+荧光晶体。以X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等方法表征YAG:Ce3+荧光材料的结构和微观形貌;用差热分析仪(TG/DTA)分析了 YAG粉末的相变过程;用光致发光光谱仪(PL)测试其荧光光谱,分析了不同制备方法得到的YAG:Ce3+荧光粉和YAG:Ce3+荧光晶体的光学性能。以GaN/InGaN为蓝光芯片,分别以YAG:Ce3+粉末和YAG:Ce3+晶体作为荧光材料进行LED封装,分别测试了所封装LED的发光强度,并通过色坐标计算软件计算出其色坐标。主要的实验结果如下:(1)采用固相反应法在不同烧结温度下制备了 YAG:Ce3+荧光粉。XRD测试结果表明,烧结温度为1200℃的粉末存在大量的YAM相(Y4A12O9);烧结温度为1300℃的粉末其主晶相变为YAP相(YA1O3);烧结温度为1400℃的粉末,YAG相(Y3A15012)衍射峰强度增强;烧结温度为1550℃的粉末,YAM和YAP相基本消失,主要是YAG相。随着烧结温度的增加,YAG相增加,而YAM和YAP相减少。(2)采用溶胶-凝胶法制备了 YAG:Ce3+荧光粉,先制备好凝胶,再将凝胶在700℃、800℃、900℃、1000℃分别保温3h,得到淡黄色YAG:Ce3+荧光粉。SEM测试结果表明,随着合成温度的升高,YAG:Ce3+荧光粉晶粒逐渐长大。XRD测试结果表明,在700℃合成的粉末样品没有YAG相的衍射峰,说明700℃合成的粉末样品没有形成YAG相,样品处于无定型态。在800℃合成的粉末其YAG相特征衍射峰非常明显且没有杂峰,说明形成了 YAG单相。在反应过程中没有出现YAM和YAP等中间相,样品前驱体直接由无定型态转变为单相YAG。与固相法相比,YAG的成相温度降低了约600℃。(3)采用光学浮区炉制备了 YAG:Ce3+荧光晶体。XRD测试结果表明,YAG:Ce3+晶体为单一的YAG相,没有其他杂相。(4)测量了在波长为460nm的光激发下以溶胶-凝胶法在不同合成温度下制备的YAG:Ce3+粉末的发射光谱,结果表明,在700℃合成的YAG:Ce3+粉末的发射峰的强度很弱,这是因为合成温度过低时样品处于无定型态,没有形成YAG相。当合成温度达到800℃时,样品中主要是YAG相,波长在530nm左右处的发射峰非常明显。530nm左右处的发射峰是由于Ce3+的5d-4f跃迁产生的。随着合成温度的升高,发射峰的强度升高。(5)测量了在波长为460nm的光激发下以固相反应法在不同烧结温度下制备的YAG:Ce3+荧光粉的发射光谱,结果表明,烧结温度为1200℃的粉末其发射峰的强度很弱,这是因为烧结温度较低时样品尚未形成YAG相,改样品主要是YAM相。当烧结温度为1400℃时,样品中主要是YAG相,波长在530nm左右处的发射峰非常明显。随着合成温度的升高,发射峰的强度升高。(6)将固相反应法制备的YAG:Ce3+粉末分别在空气、氮气和还原C气氛中煅烧,再分别测量其在波长为460nm的光激发下的发射光谱,结果表明,在还原C气氛中煅烧的YAG:Ce3+粉末的发射峰强度最高,在氮气中烧结得到的YAG:Ce3+粉末的发射峰强度次之,在空气中煅烧的YAG:Ce3+粉末的发射峰强度最小。这是因为YAG:Ce3+粉末在还原C气氛中锻烧时,可将Ce4+离子还原为Ce3+离子,Ce3+离子在YAG晶格中浓度增加,发光强度增大。(7)测量了在波长为460nm的光激发下光学浮区法制备的YAG:Ce3+晶体的发射光谱,结果表明,波长在530nm左右处的发射峰很强。(8)比较不同方法制备的YAG:Ce3+荧光材料的发射光谱,发现光学浮区法制备的YAG:Ce3+晶体的发射峰强度最高,固相法合成的YAG:Ce3+粉末的次之,溶胶-凝胶法合成的YAG:Ce3+粉末最弱。(9)以溶胶-凝胶法在900℃合成的YAG:Ce3+粉末为荧光粉,以GaN/InGaN为芯片封装成LED,InGaN芯片的发光波长为450nm的蓝光,在波长为450nm的蓝光激发下,YAG:Ce3+粉末发射波长为530nm的黄光等,激发光和发射光混合形成白光。(10)以固相反应法制备并在还原C的氛围中分别经1400℃、1450℃、1500℃和1550℃煅烧8h的YAG:Ce3+粉末为的荧光粉,以GaN/InGaN为芯片封装成LED。实验发现,随煅烧温度的升高,黄光强度增大,YAG:Ce荧光粉的发射光出现红移,从而使白光发射的色坐标发生移动且显色性提高。(11)以光学浮区法制备的YAG:Ce3+晶片为荧光材料,以GaN/InGaN为芯片封装成LED。YAG:Ce3+晶片为黄色的透明晶体,在波长为450nm的InGaN蓝光照射下,YAG:Ce3+晶片发射出较强的峰位波长为530nm的光带,照射蓝光和发射光混合形成了较强的白光。(12)比较以不同方法制备的YAG:Ce3+材料作为荧光材料,以GaN/InGaN为芯片封装成的LED的光强,发现以YAG:Ce3+晶体作为荧光材料封装成的LED的发光强度最高,以固相反应法制备并在还原C氛围中经1550℃煅烧8h的YAG:Ce3+粉末为荧光粉的次之,以溶胶-凝胶法在900℃合成的YAG:Ce3+粉末为荧光粉的最弱。