基于缺陷和尺寸调控LED灯用荧光粉的制备及性能研究

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1、分类号密级UDC单位代码10435硕士学位论文基于缺陷和尺寸调控LED灯用荧光粉的制备及性能研究StudyonthePreparationandPropertiesofPhosphorforLEDBasedonDefectandSizeControl研究生姓名许洪玮指导教师师进生教授学科专业应用化学研究方向功能材料设计与应用中国·青岛二〇一八年六月StudyonthePreparationandPropertiesofPhosphorforLEDBasedonDefectandSizeControlThesissubmitted

2、toQingdaoAgriculturalUniversityInFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringXuHongwei(CollegeofChemistryandPharmaceuticalSciences)Supervisor:ShiJinshengQingdao.ChinaJune,2018独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发

3、表或撰写过的研究成果，也不包含为获得青岛农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：时间：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解青岛农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意青岛农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：时间：年月日导师签名

4、：时间：年月日青岛农业大学硕士学位论文摘要基于缺陷和尺寸调控LED灯用荧光粉的制备及性能研究摘要近百年以来，基于荧光粉的white-LEDs被广泛的研究。就目前而言，实现其商用价值的最主要方式有两种方式：第一种是通过紫外光激发的红/蓝/绿三色荧光粉来获得白光；第二种是通过蓝色的InGaN芯片激发YAG:Ce黄色荧光粉来得到白光。但是由于这两种方法中存在着能量重吸收作用、发光性能不稳定和发光效率低等问题，极大地限制其在实际生活中的应用。因此，通过寻求一个新的方法来制备紫外或近紫外激发的多色荧光粉成为发光领域研究的一个重要问题。本文

5、根据缺陷的发光性能以及纳米材料量子裁剪作用的理论基础，设计合成2+了缺陷调控的Ca3-xSrxAl2O6自激活荧光粉，缺陷调控的Li2CdSiO4:Mn自还原荧光粉，缺陷调控的全光谱发射的Mg2(Ti/Sn)O4:Mn荧光粉以及尺寸调控的CsPbX3(X=Cl,Br,I)钙钛矿纳米晶荧光粉。主要的研究成果如下：1、Ca3-xSrxAl2O6(x=0,1.07,1.88,1.98,3)自激活荧光粉是通过高温固相法在不同气氛制备的。XPS和EPR测试证明了在Ca3-xSrxAl2O6基质中存在两种氧缺陷。异常的发光行为通过光谱测试和

6、化学键键体积极化率的计算被进一步证实。通过2+增加Sr的含量，晶格氧(O1)容易逃离晶格形成氧缺陷(Vo)和氧间隙(Oi)。除此之外，样品在350-600光谱区域的发射强度与基质容纳氧间隙的能力有关。经分析得出，样品在不同激发能量下的发光可调特性与位于[AlO4]六元环内异常的Oi含量有关。在一定范围内，[AlO4]六元环的大小与Oi含量成正比。基于理论和实验数据得知，我们提出了相应的理论模型来解释其光谱可调的成因。本章工作证明了Ca3-xSrxAl2O6是一种潜在的自激活蓝/绿光荧光粉。2+2、该样品是在1100℃还原气氛条件

7、下制备的Mn掺杂的一系列Li2CdSiO4自还原荧光粉。特殊的结构、自还原机理以及发光行为被详细的研究。EPR证实了Li2CdSiO4基质中存在着大量的氧缺陷(Vo)，以及通过计算化学键键体积极化率进一步证明了晶格(O3)容易逃离晶格形Vo。将不同价态的Mn源(MnO2/MnCO3)掺入到Li2CdSiO4基质中,产生了发射峰位于515nm处的相似的光谱行为，这归2+因于基质到Mn离子之间的能量传递作用。同时，该实验证实了，随着温度的升高，MnCO3自身进行了一系列的氧化还原反应。最终，基质Vo将电子传递给3+2+Mn(Mn3O

8、4)离子，使其还原为Mn离子。再者，XPS测试证明了Li2CdSiO4:0.002Mn样品中存在大量Oi,以及特殊的隧道结构提供了合适的场所I青岛农业大学硕士学位论文摘要2+容纳Oi.本研究提供了一个新的视角来设计并制备缺陷调控的Mn掺杂的荧光2+粉。更为重要的