氧磷灰石结构的氮掺杂W-LEDs用荧光粉的制备及其发光机理研究
批准号:
51502142
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
温艳
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:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
苏静、缪菊红、刘斌、桑琳、许超奇
中文摘要
基于目前商用蓝光以及近紫外LED芯片激发的荧光粉缺乏橙红色成分,本项目拟选取具有氧磷灰石结构的基质材料,通过引入氮离子及适当的f-d离子在母体氧化物结构中双重置换,构建新型的蓝光以及近紫外激发的橙红色荧光粉。氧磷灰石结构中自由氧的存在为N离子的取代提供便利条件,进而为f-d离子的红橙光发射提供了可能的晶格环境。项目以N/O比来调控Si(O,N)4四面体网络结构为切入点,通过电荷补偿剂的选择,对氧磷灰石结构进行设计,实现微观结构变化对f-d离子辐射跃迁的调制。结合Rietveld 结构精修方法,TEM测试手段等对氮掺杂前后样品的晶体结构进行研究,进一步阐明含氮化合物发光材料的发光机理,为新型蓝光以及近紫外光激发的橙红色荧光粉的设计和研发提供新的思路和理论依据。
英文摘要
Based on the lack of orange-red emission component on current phosphors excited by commercial blue or near ultraviolet LED chips, in this project, the oxygen matrix materials with apatite structure will be selected to obtain novel blue and orange-red phosphors by introducing nitrogen ions and some appropriate f-d ions to make double substitution. The presence of free oxygen ions in apatite structure can provide convenient conditions for N substituted, then it will provide the possible lattice environment for f-d ions to yield the possibility of red-orange light emitting. The intent of this project is that via changing N / O ratio to adjust Si(O,N)4 network structure, then selecting charge compensation ions to design oxygen apatite structure, and changing the microstructure to achieve the modulation of f-d ions radiative transition. The crystal structure of nitrogen-doped samples will be studied by means of Rietveld structure refinement method and TEM test. And the luminescence mechanism of nitrogen-containing compounds materials will be elucidated further. The new design and the developed ideas and theories for the new orange-red phosphors excited by blue and near-ultraviolet light will be provided.
基于目前商用蓝光以及近紫外LED芯片激发的荧光粉存在淬灭性能较差、色温偏高、显色指数偏低等缺陷,开发高色纯度、高稳定性并能被近紫外有效激发的红橙色发光材料始终是白光LED荧光粉领域的前沿工作。因此本项目开发了新型红色荧光粉K2SiF6:Mn4+,在460nm激发下,该样品的发光强度为商用YAG粉的1.81倍;开发了新型红色荧光粉Na3MgZr(PO4)3: Eu3+,在393nm激发下,Na3MgZr(PO4)3: Eu3+呈现出主峰位于611nm (5D0–7F2跃迁)强的红光发射,色坐标为(0.639,0.359),同时呈现出较短的衰减时间和良好的热稳定性;采用溶胶凝胶法制备了不同Li+掺杂的La2Mo3O12: Eu3+(5 mol%) 红色荧光粉,结果表明共掺Li+后,可以很明显的提高Eu3+的红光发射,最佳Li+掺杂浓度为15 mol %,此时的色坐标为(0.65,0.34),与标准的红光(0.67,0.33)非常接近,样品的色纯度非常好。为了避免多色荧光粉混合法获得白光方法中存在的颜色配比调控和再吸收问题,本项目开发了新型单一基质暖白光荧光粉K3Y(PO4)2: Tb3+,Eu3+,通过调节Eu, Tb的相对浓度,调节系列样品发射光的颜色,在K3Y(PO4)2:0.03Tb,0.03Eu中最终获得了暖白光,色温为3112K;开发了新型单一基质白色荧光粉Na3MgZr(PO4)3:Dy3+,研究表明最佳掺杂浓度为2%,临界距离Rc为28.84 Å,衰减时间测试为1.63 ms,发射光色调稳定,计算色坐标值为(0.403, 0.416),色温为3707 K;采用高温固相法制备了系列Eu2+,Tb3+,Mn2+掺杂的Ca5Y3Na2(PO4)5SiO4F2 (CYNPS)样品,研究表明在CYNPS:0.07Eu2+,0.18Tb3+,0.15Mn2+中,可以获得色坐标为(0.396, 0.369),色温为3487K的暖白光发射,有潜力应用于单基质白光发射LEDs中。
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Micro-sized K2SiF6:Mn4+ red phosphors for light emitting diodes synthesized by a simple method
简单方法合成发光二极管用微型K2SiF6:Mn4红色荧光粉
DOI:
10.1142/s1793604717500163
发表时间:
2017-06
期刊:
Functional Materials Letters
影响因子:
1.3
作者:
[Yurong Shi, Wan Li, Yan Wen]
通讯作者:
Yan Wen
Hydrothermal preparation and white up-conversion luminescence of NaGd(WO4)2:Yb3+/Pr3+ microcrystals
NaGd(WO4)2:Yb3/Pr3微晶的水热制备及白光上转换发光
DOI:
10.1007/s10854-016-5891-5
发表时间:
2017-02
期刊:
J Mater Sci: Mater Electron
影响因子:
--
作者:
[Qiansheng Zhu, Juhong Miao, Yan Wen, Weifeng Rao]
通讯作者:
Weifeng Rao
Investigation on luminescence of emission-tunable Ca5Y3Na2(PO4)5SiO4F2:Eu2+,Tb3+,Mn2+ phosphors for white LEDs
白光 LED 发射可调 Ca5Y3Na2(PO4)5SiO4F2:Eu2 ,Tb3 ,Mn2 荧光粉的发光研究
DOI:
10.1016/j.saa.2018.04.054
发表时间:
2018
期刊:
Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
影响因子:
--
作者:
[Liu Yi, Zhang Jia, Chen Wenbo, Zhao Jingang, Liu Renming, Wen Yan]
通讯作者:
Wen Yan
DOI:
10.1007/s10854-017-8135-4
发表时间:
2018-02
期刊:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics
影响因子:
--
作者:
[G. Zhu;Zhouwei Li;Chuang Wang;Faguang Zhou;Yurong Shi;Yan Wen;Shuangyu Xin]
通讯作者:
G. Zhu;Zhouwei Li;Chuang Wang;Faguang Zhou;Yurong Shi;Yan Wen;Shuangyu Xin
DOI:
--
发表时间:
2017
期刊:
中国稀土学报
影响因子:
--
作者:
[朱钱生, 张敏明, 吴彦达, 缪菊红, 饶伟锋]
通讯作者:
饶伟锋
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