导　　师： 彭明营

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 白光LED作为21世纪的绿色光源,与传统的白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯等相比,有着高效节能、绿色环保、寿命超长、不易破损等一系列优点,因而在照明、汽车、交通、医疗、军事和农业等领域有着广泛的应用。目前的白光LED照明技术主要基于LED芯片与荧光粉组合的方案,即荧光粉转换型白光LED,其中蓝光LED芯片与YAG:Ce3+黄色荧光粉的组合方案由于封装工艺简单、技术成熟和成本低廉等优点而备受欢迎,但是由于其中缺少红光而存在色温偏高(CCT>4000K)和显色指数偏低(CRI<80)等不足,目前最受欢迎的解决方法就是在其中添加一种在蓝光区域有较强吸收的高效红色荧光粉,然而现有的红色荧光粉无法同时满足各项使用需求。寻求满足各项使用条件的新型红色荧光粉是发展白光LED的关键。针对这一现状,本论文提出了探索、制备和研究锰离子激活的高效发光、合成条件温和、对环境友好的新型氧化物基质红色发光材料,主要的研究内容和研究结果如下:(1)以化合物K2Ge4O9为例,首次提出使用基于电荷交换模型的晶场计算理论来预测Mn4+离子在晶体中的能级,理论计算结果表明K2Ge4O9:Mn4+的红色发光峰位于663nm,Mn4+离子4A2g(4F)→4T2g跃迁的蓝光吸收带位于450-470nm,比商业粉3.5MgO·0.5MgF2.GeO2:Mn4+更匹配于蓝光芯片。用高温固相反应法合成的K2Ge4O9:Mn4+具有Mn4+离子的特征发光,其光谱特性与理论预测的结果一致。理论和实验结果的比较表明Mn4+离子对两种不同的八面体锗格位(Gel和Ge2)的取代没有明显的优先偏向。(2)用高温固相反应法制备了新颖的(Rb,K)2Ge4O9:Mn4+固溶体红色荧光粉,并优化了合成条件以增强Mn4+的发光。Rb2Ge4O9:Mn4+的红光发射位于620-720nm的光谱范围,在220-520nm波长范围具有强烈的吸收,荧光寿命相对较短,只有几百微秒。用极化性较低的K+取代Rb+可以调节吸收截面积

关 键 词： 白光 锰掺杂 红色荧光粉 锗酸盐 铝酸盐 长余辉发光 玻璃陶瓷 太阳能电池

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