新型稀土掺杂AlON多形体荧光粉的制备及性质研究
批准号:
51302029
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
尹良君
依托单位:
学科分类:
无机非金属半导体与信息功能材料
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
戴骏贤、王肃、张晨贵、陈磊、陈国璋
中文摘要
氧氮化物荧光粉具有优良的物理和化学稳定性,是白光LED照明中理想的光转换材料。Al2O3-AlN二元体系中含有大量的AlON多形体,而基于这些多形体的荧光材料还未被报道,因此,可望从中发现新型高效、稳定的氧氮化物荧光粉。本项目针对传统高温固相法所具有的合成温度高、产物相不纯等缺点,通过特殊的制备方法-高能球磨法在较低的合成温度下制备出一系列稀土掺杂的AlON多形体荧光粉,研究他们的发光和结构性质,优化高能球磨参数、烧结温度、保温时间、稀土掺杂浓度以及退火工艺。通过分析XRD, PL, EDS、TEM、XAFS等结果,揭示稀土离子在基质中的价态信息和配位环境,并结合第一性原理理论计算进行进一步验证。上述结构信息为进一步提高发光性能提供理论指导。把所得荧光粉涂覆在匹配的LED芯片上,考察荧光粉的实际应用效果。本项目通过实验和理论计算相结合,最终获得基于新型基质的性质优异的氧氮化物荧光粉。
英文摘要
Oxynitride phosphors are recognized as ideal light conversion materials due to their excellent physical and chemical stability. There are abundant AlON polyroids in Al2O3-AlN binary system.Unfortunately, the novel phosphors based on these polyroids have not been reported yet. Therefore, it is hopeful to explore and discover effective and stable novel oxynitride phosphors. This project employs special preparation method: high-energy ball mill to produce a series of rare-earth doped AlON polyroids phosphors at a low reaction temperature,compared with the disadvantages of high reaction temperature and impure products in traditional solid-state reaction. The luminescence and structure properties are studied. The parameters within high-energy ball mill, firing temperature, holding time, rare-earth doping concentration and annealing technologies are optimized. The valence and coordination information of rare-earth in matrix is revealed by the analysis of XRD, PL, EDS, TEM, XAFS and so on, which is further proved by the first principle calculation. The above structure information supports theoretical guidance to further increase luminescence performance. To investigate practical application effect, the obtained phosphors are coated on LED die. This project combines experiment and theoretical calculation, aiming to finally obtain excellent oxynitride phosphors based on novel matrix.
环保问题已经成为世界关注的焦点,关系到人类社会的发展和延续,特别在世界人口第一大国,形式尤为严峻,2013年至2016年发生的大面积雾霾事件就已经为我们敲响了警钟。而环保与能源消耗密切相关,这其中,房屋和商业照明的能源消耗占整体能源消耗的比例约为15%-35%左右。因此,开发高效环保的照明技术也是节能减排的一个很重要的方面。LED照明被称作第三代照明技术,具有很多优点:节能、环保、寿命长等,逐渐走进我们的生活中。现阶段主流是单个LED上芯片涂覆可匹配的荧光粉的白光实现方式。因此,荧光粉在白光LED中起着举足轻重的作用,其发光效率、发光性质和稳定性直接决定着LED器件的性能。氧氮化物就以其优异的发光性能、物理和化学稳定性吸引全世界研究人员的广泛注意,新的白光LED用氧氮化物荧光粉逐渐被开发出来,其在显色性和热稳定性方面拥有很大的优势,逐渐成为光转换材料的研究热点。本课题针对新型的稀土掺杂AlON基质材料(AlN-Al2O3)作为研究对象,从中探索、发现新型高效、稳定的氧氮化物荧光粉。采用高能球磨法,在较低的合成温度下合成了稀土掺杂的AlON基荧光粉,并对其光学性质和结构进行了详细研究。结果表明,在紫外光激发下,此系列荧光粉发出强烈的蓝色光,发光波长在470nm左右。而且荧光粉具有良好的热稳定性,可以作为LED器件或者真空紫外器件中的蓝色光转换材料。并提出了通过能带、晶体结构、表面的修饰,改善发光效率,对提高其他荧光粉的发光效率具有借鉴意义。
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DOI:
10.1149/2.0191407jss
发表时间:
2014-01-01
期刊:
ECS JOURNAL OF SOLID STATE SCIENCE AND TECHNOLOGY
影响因子:
2.2
作者:
[Yin, Liang-Jun, Chen, Guo-Zhang, Hintzen, Hubertus T. (Bert)]
通讯作者:
Hintzen, Hubertus T. (Bert)
Synthesis, Crystal Structure, and Luminescence Properties of Y4Si2O7N2: Eu2+ Oxynitride Phosphors
Y4Si2O7N2: Eu2 氮氧化物荧光粉的合成、晶体结构及发光性能
DOI:
10.1111/jace.13936
发表时间:
2016-01-01
期刊:
JOURNAL OF THE AMERICAN CERAMIC SOCIETY
影响因子:
3.9
作者:
[Chen, Guozhang, Yin, Liang-Jun, Hintzen, Hubertus T. (Bert)]
通讯作者:
Hintzen, Hubertus T. (Bert)
DOI:
10.1016/j.jallcom.2016.05.009
发表时间:
2016-10-15
期刊:
JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
影响因子:
6.2
作者:
[Yin, Liang-Jun, Ji, Wei-Wei, Hintzen, Hubertus T. (Bert)]
通讯作者:
Hintzen, Hubertus T. (Bert)
Luminescent properties of a novel Al10O3N8:Eu2+ phosphor by a mechanochemical activation route
通过机械化学活化途径研究新型 Al10O3N8:Eu2 荧光粉的发光特性
DOI:
10.1016/j.optmat.2015.01.046
发表时间:
2015-04
期刊:
Optical Materials
影响因子:
3.9
作者:
[Chun-Hong Luan, Ying-Lin Liang, Chao Wang, Xin Xu]
通讯作者:
Xin Xu
Enhanced Optical Performance of BaMgAl10O17:Eu2+ Phosphor by a Novel Method of Carbon Coating
通过碳涂层新方法增强 BaMgAl10O17:Eu2 荧光粉的光学性能
DOI:
10.1021/acs.jpcc.5b10215
发表时间:
2016-01
期刊:
Journal of Physical Chemistry C
影响因子:
3.7
作者:
[Wu, Mengqiang, Xu, Xin, van Ommen, J. Ruud, Hintzen, Hubertus T. (Bert)]
通讯作者:
Hintzen, Hubertus T. (Bert)
共 6 条
基于自分层结构的吸波涂层设计及吸波-耐腐蚀性能调控机制
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批准号:52372103
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:尹良君
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依托单位:
国内基金
海外基金