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白光LED具有耗电小、寿命长、环保、响应速度快等优点,被称为第四代照明光源。随着白光LED制备技术的不断发展及其应用领域的不断扩展,白光LED用照明材料的性能和制备越来越受到人们的重视。而目前实现白光LED的主流方案是将LED芯片和荧光粉组合成荧光粉转换型白光LED,因此白光LED用荧光粉的制备和荧光性质的研究也受到越来越多的关注。而本文针对稀土离子掺杂的Ba2Gd2Si4O13荧光粉开展了一些研究工作:
1、一种用于白光LED的红色荧光粉Ba2Gd2Si4O13∶Eu3+:以Li2CO3为助熔剂采用固相反应法在相对较低的温度下首次合成了Eu3+掺杂的Ba2Gd2Si4O13荧光粉。详细研究了不同含量助熔剂对荧光粉结构及发光性质的影响,以及荧光粉发光强度与Eu3+浓度的依赖关系。X射线衍射和荧光光谱结果表明,Li2CO3助熔剂的加入可以有效地降低荧光粉的合成温度并增强其发光强度。与商用红色荧光粉Y2O3∶Eu3+相比,样品在近紫外-蓝光区域有很好的吸收,并在393nm的激发下得到色坐标为(x=0.66,y=0.34)的红光发射。在近紫外光(362nm,393nm)或者蓝光(464nm)的激发下,样品Ba2(Gd0.4Eu0.6)2Si4O13的发光强度分别是商品粉Y2O3∶Eu3+的4.0,3.5和3.1倍。因此,Eu3+掺杂的Ba2Gd2Si4O13荧光粉是一种很有应用前景的白光LED用红色荧光粉。
2、一种单相的白光LED用荧光粉Ba2Gd2Si4O13∶Ce3+,Tb3+:用传统的高温固相法合成了Ba2Gd2Si4O13∶Ce3+,Tb3+荧光粉,系统地研究了荧光粉的发光性质。结果表明,在近紫外波长(300-370nm)的激发下,通过有效的能量传递,Ba2Gd2Si4O13∶Ce3+,Tb3+荧光粉不仅得到Ce3+的蓝光发射还得到了Tb3+的黄绿光发射。通过改变Tb3+的浓度,能使荧光粉的发光颜色从蓝色逐渐变到白色,最后变成黄绿色。通过样品发射谱积分强度的比较,估算Ba2(Gd0.88Ce0.02Tb0.1)2Si4O13荧光粉的量子效率是ZnS∶Ag+,Cl-商用荧光粉的82.3%。结果表明Ba2Gd2Si4O13∶Ce3+,Tb3+荧光粉在固态照明以及其它领域存在着很好的应用前景。
3、本文最后一个部分简单的介绍了自己的其它两项工作:静电纺丝法制备Lu2O3∶Eu3+纳米线及其发光性质研究;Y2SiO5∶Ce3+,Yb3+荧光粉的光谱性质和能量传递研究。
最后,对本文中的主要工作进行了总结。