白光LED用鈦酸鹽紅色熒光粉的制備與性能研究.pdf

1、白光LED由于具有能耗低綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)被稱(chēng)為第四代光源，其在照明領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展吸引了廣大科研工作者，并且在市場(chǎng)上的潛力不斷擴(kuò)大。在LED用三基色熒光粉中，紅色熒光粉用量最多，但是紅色熒光粉的穩(wěn)定性以及效率等方面亟需改善，所以，研究高性能紅色熒光粉，是目前白光LED熒光粉研究中的重點(diǎn)。
　　在本文中，我們采用溶膠-凝膠法首先制備了ZnTiO3基質(zhì)和Zn1-xTiO3∶xEu3+熒光粉，通過(guò)X射線衍射、掃描電鏡和透射電鏡等分析研究了樣

2、品的物相結(jié)構(gòu)和微觀形貌。結(jié)果表明，ZnTiO3基質(zhì)和Zn1-xTiO3∶xEu3+樣品都是偏六方相結(jié)構(gòu)。熒光光譜表明Zn1-xTiO3∶xEu3+熒光粉的激發(fā)峰峰位分別在393nm和464nm處，發(fā)射峰在615nm處。研究表明，當(dāng)Eu3+摻雜濃度為2 mol％，煅燒溫度為700℃，保溫時(shí)間為4h時(shí)，樣品的發(fā)光強(qiáng)度最大。樣品Zn0.98TiO3∶0.02Eu3+的色坐標(biāo)為(x=0.673，y=0.327)，十分接近于國(guó)際照明協(xié)會(huì)NTSC規(guī)

3、定的純紅色坐標(biāo)(x=0.670，y=0.330)，具有較高的色純度。
　　通過(guò)在Zn0.98TiO3∶0.02Eu3+熒光粉中添加不同濃度的堿金屬離子A+(A=Li、Na、K)，研究其熒光增強(qiáng)效應(yīng)。熒光光譜表明添加堿金屬離子Li+、Na+、K+的摻雜對(duì)ZnTiO3∶Eu3+熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度均有不同程度的提高，其中添加Li+對(duì)Zn0.98TiO3∶0.02Eu3+熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度提高最為明顯，約是沒(méi)摻雜堿金屬離子樣品發(fā)光強(qiáng)度的2.1

4、4倍。Na+和K+的摻雜分別提高了1.55倍和1.45倍。
　　采用溶膠-凝膠法制備了Sr1-xTiO3∶ xEu3+以及Sr1-xTiO3∶ xEu3+，yA+熒光粉。XRD和TEM圖表明樣品SrTiO3基質(zhì)和Sr1-xTiO3∶xEu3+都呈現(xiàn)立方相結(jié)構(gòu)。激發(fā)光譜表明Sr1-xTiO3∶xEu3+熒光粉在465nm波長(zhǎng)的光激發(fā)下，可以發(fā)射出峰值在580nm，591nm和617nm波長(zhǎng)的光，在Eu3+和堿金屬離子摻雜濃度為4 m

5、ol％時(shí)，樣品的發(fā)光效果最好。其中K+的引入對(duì)SrTiO3∶ Eu3+樣品發(fā)光性能提高幅度最大。
　　用第一性原理模擬計(jì)算了Eu3+摻雜、和Eu3+/Li+共摻雜的ZnTiO3和SrTiO3電子結(jié)構(gòu)及光學(xué)性質(zhì).計(jì)算結(jié)果表明:Eu3+摻雜和Eu3+/Li+共摻雜的帶隙有所降低，這大概是因?yàn)橛幸恍〦u4f的雜質(zhì)態(tài)出現(xiàn)在禁帶。Eu3+/Li+共摻雜的協(xié)同效應(yīng)增強(qiáng)了各電子之間的耦合作用，促進(jìn)了體系間能量的傳遞，從而增強(qiáng)發(fā)光強(qiáng)度。另外，光學(xué)