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用于LED的稀土掺杂LiYF4微晶玻璃的发光性能研究

2020-12-08阅读(873)

用于LED的稀土掺杂LiYF4微晶玻璃的发光性能研究

论文摘要

现今,稀土掺杂微晶玻璃的应用领域在不断地扩大,特别在LED显示方面引起了学者们广泛的关注。氟氧化物微晶玻璃从众多基质材料中脱颖而出,这是由于在氟氧化物微晶玻璃中氟化物微晶与氧化物玻璃基质互相共存,致使氟氧化物微晶玻璃同时具备着氟化物晶相和氧化物基质相的优点,氟化物晶相可以使稀土离子处于较低声子能量场环境、容纳较高浓度的稀土离子、实现更高的荧光效率。本论文的主要工作是成功将Pr3+、Dy3+和Eu3+离子单掺入透明氟氧化物微晶玻璃后,研究其微观结构、发光性能、荧光寿命以及各类LED光色电参数,并探究其在白光LED上应用的可行性。采用高温熔融法制得组分为43SiO2-23Al2O3-27LiF-17YF3的前驱玻璃,其中稀土Pr3+、Dy3+和Eu3+离子分别以氧化物Pr2O3、Eu2O3和氟化物DyF3的形式引入,对前驱玻璃样品进行不同温度热处理后,进一步打磨抛光制得不同稀土掺杂的LiYF4微晶玻璃样品。X射线衍射（XRD）与透射电子显微镜（TEM）图谱均证实样品中形成了LiYF4纳米晶粒,且微晶化处理后样品的紫外-可见光透过率都在80%左右。研究热处理前后前驱玻璃样品和微晶玻璃样品的光谱特性、荧光寿命和色坐标,同时将掺杂Pr3+离子的微晶玻璃样品封装成LED后,对该LED的光色电参数进行测试。结果表明,掺杂Pr3+离子和Dy3+离子微晶玻璃样品的色坐标均落在白光坐标区域,其中掺Pr3+离子微晶玻璃样品的LED光色电参数较接近商用白光LED标准,是一种很有前景的白光LED发光材料,而掺Dy3+离子微晶玻璃样品所产生的白光色温较冷,在研究掺杂Eu3+离子微晶玻璃样品的光谱和色坐标后发现,样品可发射出红光,还发现Eu3+离子与Dy3+离子的光谱有部分重叠,说明Eu3+离子是一种可暖化Dy3+离子所发冷白光的潜在材料。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 引言
  • 1 绪论
  •   1.1 稀土元素
  •     1.1.1 稀土元素的发现
  •     1.1.2 稀土元素构型
  •     1.1.3 稀土元素的应用
  •   1.2 微晶玻璃
  •     1.2.1 微晶玻璃概述
  •     1.2.2 微晶玻璃的制备
  •     1.2.3 微晶玻璃的分类
  •     1.2.4 氟氧化物微晶玻璃的研究现状
  •   1.3 微晶玻璃在LED中的应用
  •     1.3.1 白光LED的实现方法
  •     1.3.2 稀土掺杂的微晶玻璃在LED中的应用
  •   1.4 基本理论
  •     1.4.1 稀土发光理论
  •     1.4.2 发光性能指标
  • 2 微晶玻璃的制备和性能表征
  •   2.1 实验原料
  •   2.2 实验仪器
  •   2.3 制备过程
  •   2.4 表征技术
  •     2.4.1 差示扫描量热法（DSC）
  •     2.4.2 X射线衍射（XRD）图谱
  •     2.4.3 透射电子显微镜（TEM）图
  •     2.4.4 紫外-可见透射（UV-Vis）光谱
  •     2.4.5 激发和发射光谱
  •     2.4.6 荧光衰减光谱
  • 4:Pr3+微晶玻璃的发光性能研究'>3 白光LED用 LiYF4:Pr3+微晶玻璃的发光性能研究
  •   3.1 引言
  • 3+掺杂氟氧化物微晶玻璃样品制备'>  3.2 Pr3+掺杂氟氧化物微晶玻璃样品制备
  •   3.3 结果与讨论
  •     3.3.1 差式扫描量热分析（DSC）
  •     3.3.2 X射线衍射分析（XRD）
  •     3.3.3 紫外-可见透射光谱
  •     3.3.4 透射电子显微镜（TEM）分析
  •     3.3.5 激发-发射光谱分析
  •     3.3.6 荧光寿命
  •     3.3.7 LED性能
  •   3.4 本章小结
  • 4:Dy3+微晶玻璃的发光性能研究'>4 白光LED用 LiYF4:Dy3+微晶玻璃的发光性能研究
  •   4.1 引言
  • 3+掺杂氟氧化物微晶玻璃样品制备'>  4.2 Dy3+掺杂氟氧化物微晶玻璃样品制备
  •   4.3 结果与讨论
  •     4.3.1 差式扫描量热分析（DSC）
  •     4.3.2 X射线衍射分析（XRD）
  •     4.3.3 紫外-可见透射光谱
  •     4.3.4 透射电子显微镜（TEM）分析
  •     4.3.5 激发-发射光谱分析
  •     4.3.6 荧光寿命
  •     4.3.7 色度图和色坐标
  •   4.4 本章小结
  • 4:Eu3+微晶玻璃的发光性能研究'>5 LiYF4:Eu3+微晶玻璃的发光性能研究
  •   5.1 引言
  • 3+掺杂氟氧化物微晶玻璃样品制备'>  5.2 Eu3+掺杂氟氧化物微晶玻璃样品制备
  •   5.3 结果与讨论
  •     5.3.1 差式扫描量热分析（DSC）
  •     5.3.2 X射线衍射分析
  •     5.3.3 紫外-可见透射光谱
  •     5.3.4 透射电子显微镜（TEM）分析
  •     5.3.5 激发-发射光谱分析
  •     5.3.6 荧光寿命
  •     5.3.7 色度图和色坐标
  •   5.4 本章小结
  • 6 结论
  • 参考文献
  • 在学研究成果
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 曹慧

    导师: 张约品,夏海平

    关键词: 稀土离子,微晶玻璃,白光,光谱特性,色坐标

    来源: 宁波大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 物理学,无机化工

    单位: 宁波大学

    分类号: O482.31;TQ171.733

    DOI: 10.27256/d.cnki.gnbou.2019.000970

    总页数: 55

    文件大小: 1706K

    下载量: 45

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