高性能紅光發射氮化物熒光粉的合成及性能優化.pdf

1、環境污染與能源的過度消耗已經影響到當今人們的日常生活，因此節能環保已經成為時代主題之一，人們也將更多的關注投向了節能環保相關技術的開發。在照明和顯示等領域，白光發光二極管(LED)的發展則同時滿足了節能與環保的要求，以其使用長壽命、低污染、能耗小、性能高等優勢，逐漸代替了傳統的發光設備，成為人們最受歡迎的設備之一。
　　為實現白光LED，最傳統的方式是通過藍光發射的LED芯片與黃光發射的Y3Al5O12∶Ce3+熒光粉相結合，實現

2、白光發射。此方案從其發現開始，就受到廣泛應用，至今已有二十多年的歷史。但隨著人們生活品質的提高，對發光設備的要求也進一步提升。上述傳統方法得到的白光，由于紅光部分的缺乏，現在已經開始逐步被人們所淘汰。
　　為了得到更為優越的白光LED，需加入紅光發射的熒光粉，用以補足其中缺乏的紅光，而配合現在廣泛應用的藍光LED芯片，則要求該類紅光發射熒光粉最好為藍光激發?，F在應用最廣泛的是Sr2Si5N8∶Eu2+熒光粉以及CaAlSiN3∶E

3、u2+熒光粉，均為氮化物熒光粉，因此對氮化物熒光粉進行研究有很強的實用性。
　　對于紅光發射的熒光粉，相比于其他熒光粉，其發光強度相對較低，量子效率亦然。故如何得到更高性能的紅光發射氮化物熒光粉對商業應用有較大的幫助。
　　提升熒光粉的性能可以從很多方面入手，例如探索新基質，表面等離子體增強，尋找新的摻雜發光離子，增強熒光粉穩定性等等。
　　基于以上原因，本文分為七章，研究了高性能紅光發射氮化物熒光粉的合成及性能優化。

4、
　　第一章即緒論，主要對光與發光做了簡介，并對LED的發展做了相應的介紹，同時對熒光粉的分類、合成方法等做了簡介。此外，針對本文所提到的兩種高性能紅光發射熒光粉也做了相應的介紹。
　　第二章則為實驗部分，通過簡單的介紹，對論文中所涉及的實驗原料、設備以及對應的使用方法進行了描述，并保證實驗的統一性。
　　第三章與第四章主要介紹通過利用銀納米顆粒的局域表面等離激元共振來提高商業Sr2Si5N8∶Eu2+熒光粉的發光性能

5、。其中，第三章主要介紹了銀納米顆粒的合成方法，以及不同的合成條件對銀納米顆粒形貌的影響。通過調節，成功合成了適合用于增強Sr2Si5N8∶Eu2+熒光粉發光性能的銀納米顆粒。
　　第四章則利用銀納米顆粒成功對商業Sr2Si5N8∶Eu2+熒光粉進行了熒光增強。研究表明:當銀納米顆粒的吸收光譜與Sr2Si5N8∶Eu2+熒光粉的激發或者發射光譜相重疊時，均能引起熒光增強，但兩者增強效果不同。而當銀納米棒和銀納米球顆粒以一定比例混合時

6、，才能得到最大增強，約為25％。對于提升現有商業熒光粉的性能非常有意義。
　　第五章對新型的Sr[LiAl3N4]∶Eu2+熒光粉的合成做了相應研究，成功通過高溫固相反應法合成了目標熒光粉，并發現碳熱還原法不適合于該熒光粉。此外，本章通過對Sr[LiAl3N4]∶Eu2+熒光粉進行大量的摻雜實驗，初步探索了各類離子的引入對該熒光粉的影響。其中大部分離子均直接充當熒光淬滅劑，引起光強降低，但少量的Si摻雜則能適量地增強其發光。這對后

7、續Sr[LiAl3N4]∶Eu2+熒光粉的開發提供了重要的依據。
　　第六章則針對Sr[LiAl3N4]∶Eu2+熒光粉易與水發生反應的問題，采用PDMS為主的原料，對該熒光粉進行了表面修飾，將其成功轉變為疏水性質，其疏水角超過140°。而與未修飾的樣品相比，修飾后的樣品能夠在極端環境下，保持更長時間的高發光性能，其時間為未修飾樣品的兩倍以上。這對Sr[LiAl3N4]∶Eu2+熒光粉的商業應用來說，具有重要的指導意義。