论文摘要
随着LED技术的飞速发展,LED的应用也更加广泛,近年来,在农业照明方向的应用也得到推广.众所周知,植物的生长需要各种色素一起调节,而色素对不同波长的光吸收能力是不同的,其中叶绿素主要吸收波长为450 nm左右的蓝光和660 nm左右的深红光,而Mn4+离子掺杂的荧光粉通常会有650 nm-700 nm之间的红光发射,波长范围正好满足植物生长所需的红色光,因此Mn4+离子的研究近年来受到广泛关注.Tb3+离子是典型的绿光发射,应用于制备白光LED所需的三基色荧光粉中的绿色荧光粉.通过Tb3+离子与其他离子共掺,还可提高Tb3+离子的发光效率,有助于Tb3+离子绿色荧光粉的应用.本文采用高温固相法制备了 BaZn1.06Al9.94O17:Mn4+红色荧光粉,BaZn1.06Al9.94O17:Tb3+绿色荧光粉和 BaZn1.06Al9.94O17:Tb3+,Bi3+绿色荧光粉.通过对样品进行X射线衍射,得到XRD图谱,并分析其晶体结构.利用激发光谱和发射光谱,表征样品的发光性质.利用变温光谱来表征样品的热稳定性X射线衍射分析结果表明,Mn4+,Tb3+,Bi3+的掺杂没有改变BaZn1.06-Al9.94O17基质的晶格结构.在BaZn1.06Al9.94O17:Mn4+光粉的激发光谱中,可以清楚的看到在200 nm-500nm范围出现了一个较强的激发宽带和两个较弱的激发带.较强的激发峰位于295 nm处,是由于基质的O2-到Mn4+的电荷跃迁（CT）以及Mn4+离子的4A2→4T1能级跃迁叠加产生的.两个较弱的激发峰位于399 nm和450nm处,分别是由于Mn4+离子的4A2→2T2和4A2→4T2能级跃迁产生的.发射光谱中发射峰位于665nm处,其属于Mn4+离子的2E一4A2能级跃迁.该发射峰的位置与叶绿素吸收峰的位置比较吻合,可以应用于植物照明LED领域.BaZn1.06Al9.94O17:xMn4+荧光粉Mn4+离子掺杂的最佳浓度为x=0.015 mol%,之后增大浓度会发生浓度猝灭现象.通过对该荧光粉变温光谱的分析,计算出该样品的活化能为0.441 eV,大于商用荧光粉CaAlSiN3:Eu2+（Δ E=0.2 eV）的活化能值,说明我们制备的BaZn1.06Al9.94O17:Mn4+荧光粉具有较好的热稳定性.对于BaZn1.06Al9.94O17:Tb3+荧光粉,激发光谱呈现出一个较强的激发宽带,范围在200nm-230nm内,峰值位于210nm处,这是由于Tb3+离子的4f→5d的跃迁产生的,而在350 nm附近有微弱的小吸收峰,是由于Tb3+离子的4f→4f的跃迁产生的.在BaZn1.06Al9.94O17:Tb3+荧光粉的发射光谱中,出现多个发射峰,最强的发射峰位于544nm处,是由于Tb3+离子的5D4→7F5能级跃迁产生的,位于488nm、584nm、623nm处的发射峰分别对应于Tb3+离子的5D4→7F6、5D4→7F4 和 5D4→7F3 的能级跃迁.在BaZn1.06Al9.94O17:Tb3+荧光粉中共掺Bi3+离子后能使样品的发光强度强度明显增大,并且使激发峰红移.这是由于Bi3+→Tb3+发生了能量转换.当所掺Bi3+离子浓度为x=0.25 mol%时,样品的发光强度增大了 5.7倍.
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 曹铷
导师: 田莲花
关键词: 植物照明,过渡金属离子,稀土离子
来源: 延边大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技
专业: 物理学,有机化工,无线电电子学
单位: 延边大学
分类号: TQ422;O482.31;TN312.8
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