稀土掺杂氟氧铝硅酸盐玻璃的发光特性及能量传递的研究

来源 :浙江师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lijincai0122
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作为第四代固态照明光源,白光LED因具有发光效率高,节能环保,热稳定性好,寿命长等诸多优良特性而备受关注。目前实现白光LED的主流方案是蓝色芯片耦合黄色荧光粉。相比于荧光粉,荧光玻璃具有许多独特的优势,比如制备成本低,无需环氧树脂封装,热稳定性好,耐湿性高等等。在众多荧光玻璃材料中,氟氧铝硅酸盐玻璃结合了氟化物玻璃的声子能量低,无辐射弛豫几率小,发光效率高及氧化物玻璃掺杂离子浓度大等优点,而成为近年来的研究热点。基于此,在本论文中我们选择氟氧铝硅酸盐玻璃作为基质材料。通过掺入合适的稀土离子,改变掺杂离子浓度成功获得了优异的白光发光玻璃,并系统地研究了发光离子之间的能量传递过程:1.Eu2+/Tb3+/Eu3+掺杂氟氧铝硅酸盐玻璃:采用熔融淬冷法,在大气氛下成功合成了一系列Eu2+/Tb3+/Eu3+共掺杂的氟氧铝酸盐玻璃样品。利用X射线衍射图,X射线光电子能谱,吸收光谱,激发和发射光谱,衰减曲线和变温光谱系统地研究了玻璃样品的结构和发光特性。在近紫外激发下,Eu2+到Tb3+以及Tb3+到Eu3+的有效能量传递成功地实现了可调白光发射。此外,Eu2+/Tb3+/Eu3+共掺杂玻璃具有良好的热稳定性。在423K时,G-5Tb4Eu玻璃样品的发射强度达到298K时的86%。这些优异的性能表明Eu2+/Tb3+/Eu3+共掺杂的氟氧铝酸盐玻璃能为设计和制造白光LED设备提供新的途径。2.Eu2+/Eu3+/Tb3+/Al共掺杂氟氧铝硅酸盐玻璃:通过熔融淬冷法,在大气气氛下制备出Eu2+/Eu3+/Tb3+/Al共掺杂氟氧铝硅酸盐玻璃样品。通过X射线衍射图,X射线光电子能谱,吸收光谱和光致发光光谱系统地研究了玻璃样品的结构和光学性质。通过掺杂一定量的Al粉,可以有效地控制Eu2+和Eu3+的比例,并且在玻璃样品中实现可调发光。通过结合Eu3+的橙红光发射和Eu2+的蓝光宽带发射以及Tb3+的绿光发射,成功地实现了量子效率为30.0%的白光发射。当温度为513K时,G-0.5Eu0.2Al4Tb玻璃样品的发射强度仍可以保持303K时发射强度的93.1%。我们的研究结果表明Eu2+/Eu3+/Tb3+/Al共掺杂氟氧铝硅酸盐玻璃样品在制备白光LED器件中的具有潜在应用。
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