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基于价态控制的光谱可调LED用铝酸镧直接白光荧光材料

作　者: 毛智勇
导　师: 王达健
学　校: 天津理工大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 直接白光 荧光材料 单一基质 键价理论
分类号: O482.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


在照明和显示领域,人工白光技术大都依据三基色配色原理,采用多组分荧光材料转换光混合成白光的模式。采用单一组分的全色发射,即直接白光模式的荧光材料是一个创新方案,成为近年来的竞相研发的一个热点。本学位论文探索了一种在单一铝酸镧基质中,基于共存变价Eu特征发射实现白光的新模式,实现了对白光品质的有效调制。主要的工作成果包括以下四个方面:1.研究了Eu3+单掺杂LaAlO3红色荧光材料的发光性质。通过考察Eu3+在基质中的跃迁发射行为,发现改变Eu3+发光中心的掺杂浓度,可以强化发光中心之间的交叉弛豫,抑制Eu3+的高能级发射,从而可有效地提高红光的色纯度。2.提出了一种新的直接白光模式,即在紫外/近紫外激发下,在基于价态控制的直接白光LaAlO3-δ:Eu荧光材料中,混价Eu在基质中的特征发射混合实现了直接白光。特别地,认为在515 nm的绿峰发射对白光色品调制具有重要作用,发现在Eu2+与Eu3+的5D2能量传递的辅助下,Eu3+的5D2→7F2跃迁发射得到增强,从而实现了515 nm的绿光发射。3.考察了LaAlO3-δ:Eu直接白光荧光材料光色调控的方法,包括调节制备工艺、共掺电荷补偿剂、共掺碱土金属离子、共掺Mn离子等。重点分析了共掺Sr离子和Mn离子对样品的光色调控及其调控机理。通过共掺合适的Sr或Mn离子,可以得到即需白光显色指数和色温。在Sr调控的样品中,O空位的出现引起Eu2+的5d态重心下降从而导致Eu2+与5D2之间的能量传递关系增强是光色调控的本质所在;而在Mn调控的样品中,则是直接通过Eu2+与Mn2+之间的能量传递关系变化来实现光色调控的。4.尝试采用键价理论解析了Eu的异常价态现象的机理问题。认为,键价理论适用于包括本研究体系在内的稀土离子在基质中的格位取代以及基质对不同价态的Eu离子的稳定性的判定。本学位论文关于Eu价态控制及其基质结构-发光特性之间的关系的研究,对认识发光学基础规律具有科学意义,研究的铝酸镧直接白光材料在紫外/近紫外基白光LED固态照明具有潜在应用价值。

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 固体物理学 > 固体性质 > 光学性质 > 发光学
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