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无机固态基质中碳量子点调控稀土离子发光及其在白光LED中的应用研究

批准号:
52062037
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
刘小明
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:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘小明

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
本项目以白光LED器件为应用背景,在无机固态基质中植入高效发光碳量子点和掺杂稀土离子,研制高性能无机固态单色/多色/单基质白光碳量子点发光材料,以应对当前碳量子点发光面临的固态猝灭、发光机理不明确和波长调控等问题。研究内容如下:1)选择合适的无机固态基质材料,通过溶胶-凝胶法在无机固态基质材料中植入高效发光碳量子点,研究碳量子点发光性能和发光机理,探索在无机固态基质材料中植入高效发光碳量子点条件和因素;2)将稀土离子引入无机固态碳量子点高效发光的材料体系,研究无机固态基质材料中碳量子点与稀土离子间能量传递、相互作用、发光性能和发光机理,探索碳量子点敏化稀土离子可调控发光,实现发光颜色多元化;(3)探索所制备的无机固态单色/多色/单基质白光碳量子点发光材料在白光LED器件中的应用。
英文摘要
Taking white light LED device as an application background, the project is going to explore a new kind of inorganic solid carbon quantum dots phosphors with single/multiple color/white light by implanting carbon quantum dots and doping rare earth ions in inorganic solid matrix. The project is try to find out the solutions to the confronting problems related to carbon quantum dots, such as self-quenching in solid states and wavelength tunable. The specific research content is shown as follows: Firstly, we will implant carbon quantum dots with high efficient luminescence in some inorganic solid matrix by a kind of sol-gel process. The luminescent properties of carbon quantum dots in inorganic solid matrix, as well as its luminescent mechanism will be investigated in more detail, and we will try to find out the essential conditions and elements on how to implant carbon quantum dots in inorganic solid matrix with high luminescent efficiency. Secondly, the rare earth ions will be introduced in above inorganic solid matrix implanted with carbon quantum dot. The luminescence properties of the doping rare earth ions, the energy transfer from carbon quantum dot to doping rare earth ions, and the interactions between carbon quantum dots and the doping rare earth ions, as well as the luminescence mechanism will be investigated in more detail in this project. We will explore the tunable luminescence of rare earth ions sensitized by carbon quantum dot and achieve multiple-color luminescence in above inorganic solid matrix. Finally, we will test and optimize the obtained inorganic solid carbon quantum dots phosphors with single/multiple color/white light for the application in white light LED devices.
CQDs 作为一种新型的荧光碳材料,由于其荧光量子产率、稳定性强、无毒且环境友好的特点,有望取代稀土荧光粉和有毒且环境不友好的半导体量子点应用于LED领域,特别是CQDs 的宽发射特性使得CQDs 在白光二极管(WLED)领域更具优势。本项目研制高效、廉价的新型无机固态单色/多色/单基质白光CQDs荧光粉,探索碳量子点在照明、显示及可见光通讯等领域的实际应用具有十分重要的意义。.本项目中我们主要进行了如下几方面的研究,并取得了丰硕成果。.(1).设计合成了一系列混合价态Eu2+/3+掺杂的Sr1-xBaxLaGa3O7:Eu2+,Eu3+红色荧光粉。在保证单物相通前提下,通过将Ba2离子部分取代SrLaGa3O7中的Sr2+组分,对基质物相构成和晶格进行调变,寻求基质化学组分与结构与Eu2+,Eu3+发光性能的关系。探索了如何调控组分和还原条件从而调控荧光粉中二价铕离子和三价铕离子的比例和发光性能,并对荧光粉的组成和发光性能进行了优化,并获得了重要结论。.(2).以Sr3Sc4O9:Eu3+为基础,以Ba2+部分取代Sr2+,对Sr3Sc4O9晶格进行调变,通过溶胶-凝胶方法制备了一系列铕离子离子(Eu2+, Eu3+)激活Sr3Sc4-xO9:xEu2+, Ba3(1-y)Sr3ySc3.985O9:0.015Eu2+ (0 ≤ y ≤ 1), Ba3Sc4-xO9:xEu2+荧光粉。在以上荧光粉中,我们均实现了蓝光激发(430 nm)高效的红光、近红外光发射和从红光到红外光进行连续调控。.(3).采用Pechini型溶胶-凝胶法成功合成了光色可调的Eu2+激活的β-Ca3(PO4)2相NaCa9.99-xSrx(PO4)7:0.01Eu2+固溶体荧光粉。在紫外光(288nm)激发下,固溶体荧光粉的发光颜色可由天蓝色至黄绿色后折返至深蓝色进行调控和由黄绿光向黄光进行调控。由于其较为优秀的发光性能,所制备固溶体荧光粉pc-WLED中具有潜在的应用价值。.(4).清洁能源方面,我们研制了新型太阳光催化分解水制氢用复合光催化剂。如以含有羧基和巯基的硫代乳酸和三聚氰胺为原料,通过水热条件下的超分子自组装策略制备了具有六方棒状结构的超分子前驱体,随后将该前驱体进行热聚合处理,成功得到了一种新型的S和C共掺杂的六方超薄管状g-C3N4光催化剂。在可见光照射下表现出高效的光催
LED植物照明用新型高效荧光粉的制备与性能研究
  • 批准号:
    51762035
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    38.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    刘小明
  • 依托单位:
用于白光UV-LED的新型Eu3+、Eu2+或Tb3+激活单组分白色荧光粉的组成、结构与性能的研究
  • 批准号:
    21161015
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    50.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    刘小明
  • 依托单位:
国内基金
海外基金