近紫外激发BiOCl∶Dy3+白光LED荧光粉的制备及发光性能研究

《近紫外激发白光LED用稀土Eu2+与Ce3+离子掺杂青-蓝色荧光材料的制备与性能研究》篇一近紫外激发白光LED用稀土Eu2+与Ce3+离子掺杂青-蓝色荧光材料的制备与性能研究一、引言随着科技的飞速发展，白光LED技术逐渐成为照明、显示等领域的主流技术。

近紫外激发白光LED，由于具备高亮度、高显色指数、长寿命等特点，更是受到广泛的关注和追捧。

本文致力于探讨近紫外激发白光LED中稀土Eu2+与Ce3+离子掺杂的青/蓝色荧光材料的制备及其性能研究。

该荧光材料对白光LED的发光性能有着重要的影响，其研究对于推动LED技术的进步具有重要意义。

二、材料制备本实验所制备的稀土Eu2+与Ce3+离子掺杂青/蓝色荧光材料主要采用了传统的固态合成法。

其制备流程如下：1. 根据预设比例混合Eu2O3、CeO2、所需基质及助溶剂。

2. 在高温条件下，通过混合物的煅烧过程合成掺杂稀土的青/蓝色荧光材料。

3. 待煅烧完成后，将材料进行研磨、筛选，得到所需的荧光粉。

三、性能研究1. 光学性能：我们首先研究了制备的青/蓝色荧光材料的吸收光谱、发射光谱以及量子效率等光学性能。

结果表明，在近紫外光激发下，掺杂Eu2+与Ce3+离子的荧光材料表现出良好的发光性能，其发光颜色可调，且量子效率较高。

2. 稳定性：我们进一步测试了荧光材料的热稳定性和光稳定性。

实验结果显示，该荧光材料在高温和持续光照下均表现出良好的稳定性，具有较长的使用寿命。

3. 实际应用：我们将该荧光材料应用于近紫外激发白光LED 中，通过调整掺杂比例和LED结构参数，实现了白光LED的高效发光。

实验结果表明，该荧光材料显著提高了白光LED的发光效率和显色指数。

四、结论本文研究了近紫外激发白光LED用稀土Eu2+与Ce3+离子掺杂青/蓝色荧光材料的制备及其性能。

通过实验证明，该荧光材料具有优良的光学性能、热稳定性和光稳定性，可有效提高近紫外激发白光LED的发光效率和显色指数。

BiOCl_Eu3+荧光粉的合成与发光性能探究1. 引言BiOCl是一种重要的半导体材料，具有优异的光电性能和光催化性能，在光电器件和环境治理等领域有广泛的应用前景。

尤其是对于充分发挥其光催化性能，提高材料的可见光利用率，对其进行掺杂改性成为一种有效的方法。

稀土元素Eu3+的掺杂可以通过激活BiOCl材料的能隙，使其在可见光范围内更有效地吸纳和利用光能。

2. 试验方法2.1 溶液法合成BiOCl：Eu3+荧光粉起首，在100 mL的水溶液中分别溶解适量BiCl3和EuCl3，同时掺入适量的NaOH。

随后，将上述混合溶液逐渐滴加到100 mL的HCl溶液中，同时保持溶液的pH值约为4。

搅拌反应溶液2小时后，将沉淀物用去离子水重新悬浮，并用玻璃纤维滤芯过滤后晾干，最后进行煅烧处理（600 ℃，2小时）。

2.2 性能表征通过XRD、SEM、TEM等手段对合成的BiOCl：Eu3+荧光粉进行结构和形貌表征。

3. 结果与谈论3.1 XRD分析通过XRD测量，得到BiOCl：Eu3+荧光粉的结构信息。

在X射线衍射图谱中，可以明显观察到多个有序衍射峰，符合BiOCl的哈兹维格法则，表明所合成的样品具有较好的结晶性质。

3.2 SEM表征SEM照片显示，BiOCl：Eu3+荧光粉的颗粒外形较为匀称，粒径约为0.5-1.0 μm。

颗粒表面光滑，无显著的聚集现象，表明所合成的样品形貌良好。

3.3 TEM表征通过TEM观察，BiOCl：Eu3+荧光粉的微观形貌也得到了验证。

观察到颗粒的晶面结构明晰可见，呈现出典型的片状形态。

3.4 发光性能测试荧光粉的发光性能主要通过紫外光激发下的发光光谱进行测试。

测试结果显示，所合成的BiOCl：Eu3+荧光粉在紫外光激发下，发出红光。

发光峰位于613 nm，是Eu3+离子的主要发射峰。

此外，还观察到帮助发射峰，分别位于590 nm和618 nm。

4. 结论通过溶液法合成了BiOCl：Eu3+荧光粉，并对其进行了结构和形貌表征。

《近紫外激发白光LED用荧光粉的制备和发光性能的研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，白光LED在照明、显示和背光等领域的应用越来越广泛。

而近紫外激发白光LED作为其中一种重要的技术，其核心组件——荧光粉的制备和发光性能研究显得尤为重要。

本文旨在探讨近紫外激发白光LED用荧光粉的制备方法及其发光性能的研究，以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、荧光粉的制备1. 材料选择荧光粉的制备材料主要包括稀土元素、卤化物、氧化物等。

其中，稀土元素是荧光粉的重要组成部分，具有优异的发光性能。

此外，还需选择合适的溶剂、表面活性剂等辅助材料。

2. 制备方法本文采用共沉淀法、高温固相法和溶胶凝胶法等方法制备荧光粉。

共沉淀法主要通过在溶液中混合反应物，然后通过沉淀、洗涤、干燥等步骤得到荧光粉。

高温固相法则是将原料混合后，在高温下进行反应，然后进行冷却、研磨等步骤得到荧光粉。

溶胶凝胶法则是在溶液中形成溶胶，然后通过凝胶化、干燥、煅烧等步骤得到荧光粉。

三、发光性能的研究1. 激发光谱和发射光谱通过对荧光粉的激发光谱和发射光谱的分析，可以了解荧光粉的光谱特性。

在近紫外光激发下，荧光粉应具有良好的吸收能力和发射白光的能力。

同时，光谱的半峰宽、色坐标等参数也是评价荧光粉性能的重要指标。

2. 发光亮度与色度发光亮度和色度是评价荧光粉性能的重要指标。

通过测量荧光粉在不同电流下的发光亮度和色度，可以了解荧光粉的发光性能及其稳定性。

此外，还需对荧光粉的显色指数、色温等参数进行评估。

3. 耐热性及稳定性LED在工作过程中会产生大量热量，因此荧光粉需具有良好的耐热性能。

此外，荧光粉还需具有良好的化学稳定性和光稳定性，以保证其在不同环境下的长期稳定性。

四、实验结果与分析通过对比不同制备方法得到的荧光粉的发光性能，我们发现共沉淀法得到的荧光粉具有较好的光谱特性和发光亮度；高温固相法得到的荧光粉则具有较高的色纯度和显色指数；溶胶凝胶法则可以得到颗粒尺寸均匀的荧光粉。

《近紫外激发白光LED用荧光粉的制备和发光性能的研究》篇一一、引言随着科技的进步和人们对高质量照明需求的增长，白光LED 因其高效、节能、长寿命等优点逐渐成为照明领域的主流技术。

其中，近紫外激发白光LED技术以其优异的色彩还原性和高显色指数等特性备受关注。

荧光粉作为近紫外激发白光LED的核心材料，其性能直接决定了LED的发光效果。

因此，研究近紫外激发白光LED用荧光粉的制备方法和发光性能具有重要的现实意义。

二、荧光粉的制备近紫外激发白光LED用荧光粉的制备主要采用高温固相法。

具体步骤如下：1. 选择合适的原料：选择高纯度的稀土元素氧化物、卤化物等作为原料，以保证荧光粉的纯度和发光性能。

2. 混合原料：将选定的原料按照一定比例混合均匀，为后续反应提供良好的基础。

3. 高温烧结：将混合原料在高温下进行烧结，使原料之间发生化学反应，生成荧光粉。

烧结温度和时间对荧光粉的性能有重要影响。

4. 冷却和研磨：烧结完成后，将产物进行冷却和研磨，得到粒度均匀、分散性好的荧光粉。

三、发光性能的研究近紫外激发白光LED用荧光粉的发光性能主要从以下几个方面进行研究：1. 激发光谱和发射光谱：通过光谱分析仪测量荧光粉的激发光谱和发射光谱，了解荧光粉对不同波长光的响应能力和发光波长范围。

2. 发光亮度和色坐标：在特定波长的紫外光激发下，测量荧光粉的发光亮度和色坐标，评估其发光性能和色彩还原能力。

3. 稳定性：研究荧光粉在不同环境条件下的稳定性，如温度、湿度、光照等，以评估其在实际应用中的性能表现。

4. 粒度和形貌：通过粒度分析和形貌观察，了解荧光粉的粒度分布和形貌特征，以优化制备工艺和提高荧光粉的性能。

四、实验结果与分析通过实验，我们得到了不同制备条件下荧光粉的发光性能数据。

以下为部分实验结果和分析：1. 不同烧结温度对荧光粉性能的影响：随着烧结温度的提高，荧光粉的发光亮度和色纯度均有所提高。

但过高的烧结温度可能导致荧光粉粒度过大，影响其分散性和发光性能。

第52卷第11期2023年11月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS Vol.52㊀No.11November,2023Dy 3+掺杂Gd 2MgTiO 6白色荧光粉的制备及发光性能研究赵㊀炎,蒋小康,高㊀峰,尹红梅,周恒为(伊犁师范大学物理科学与技术学院,新疆凝聚态相变与微结构实验室,伊宁㊀835000)摘要:采用溶胶-凝胶法制备出掺杂不同Dy 3+浓度的系列Gd 2MgTiO 6(GMT)白色荧光粉㊂通过X 射线衍射仪(XRD)㊁扫描电子显微镜(SEM)㊁荧光光谱仪对GMTʒx Dy 3+(x =0.01㊁0.03㊁0.05㊁0.07㊁0.09㊁0.11)样品进行表征㊂研究结果表明:所制备的系列荧光粉的结构均为单斜晶系,Dy 3+成功掺入GMT 基质的同时不影响原晶体结构;样品晶粒尺寸在微米量级㊂在351nm 的近紫外光激发下,样品在483和578nm 处分别显示了极强的蓝光和黄光,其中蓝光归因于Dy 3+的4F 9/2ң6H 15/2的能级跃迁,黄光归因于Dy 3+的4F 9/2ң6H 13/2能级跃迁;随着Dy 3+浓度的不断增加,出现明显的浓度猝灭现象,其机理归因于电偶极子-电偶极子相互作用㊂当x =0.05时,此时CIE 坐标为(0.32471,0.35974),与标准白光的CIE 坐标(0.33,0.33)较为接近,表明GMTʒDy 3+是一种具有潜在应用价值的单一基质白色荧光粉㊂关键词:GMT 基质;溶胶-凝胶法;Dy 3+单掺;w-LED中图分类号:TQ152;TM53㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1000-985X (2023)11-2050-07Preparation and Luminescence Properties of Dy 3+Doped Gd 2MgTiO 6White PhosphorZHAO Yan ,JIANG Xiaokang ,GAO Feng ,YIN Hongmei ,ZHOU Hengwei(Xinjiang Laboratory of Condensed Phase Transition and Microstructure,School of Physical Science and Technology,Yili Normal University,Yining 835000,China)Abstract :A series of Gd 2MgTiO 6(GMT)white phosphors doped with different Dy 3+concentrations were prepared by the sol-gel method.The GMTʒx Dy 3+(x =0.01,0.03,0.05,0.07,0.09,0.11)samples were characterized by X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM),and fluorescence spectroscopy.The research results show that the structure of the prepared series of fluorescent powders is monoclinic,and Dy 3+was successfully doped into GMT matrix without affecting the original crystal structure.The grain size of the sample is in the micrometer scale.Under near-ultraviolet excitation at 351nm,the sample exhibits extremely strong blue and yellow light at 483and 578nm,respectively.The blue light is attributed to the 4F 9/2ң6H 15/2energy level transition of Dy 3+,while the yellow light belongs to the 4F 9/2ң6H 13/2energy level transition of Dy the continuous increase of Dy 3+concentration,there is a significant concentration quenching phenomenon,which is attributed to the interaction between electric dipoles.When x =0.05,the CIE coordinates (0.32471,0.35974)are relatively close to the CIE coordinates of standard white light (0.33,0.33),indicating that GMTʒDy 3+is a single matrix white phosphor with potential application value.Key words :GMT matrix;sol-gel method;Dy 3+monodoping;w-LED㊀㊀收稿日期:2023-06-09㊀㊀基金项目:新疆维吾尔自治区重点实验室开放课题(2020D04011);新疆维吾尔自治区物理学重点学科开放课题(XJZDXK-Phy202201);伊犁师范大学一般科研项目(2022YSYB010)㊀㊀作者简介:赵㊀炎(1998 ),男,河南省人,硕士研究生㊂E-mail:210089677@ ㊀㊀通信作者:周恒为,教授㊂E-mail:zhw33221@0㊀引㊀㊀言随着环境污染和能源危机的加剧,利用一些绿色技术提高能源利用效率显得尤为重要,白色发光二极管㊀第11期赵㊀炎等:Dy3+掺杂Gd2MgTiO6白色荧光粉的制备及发光性能研究2051㊀(w-LED)作为环保器件材料,具有发光强度高㊁环境友好和寿命长等优点,引起了研究者们广泛的关注和研究[1-3]㊂研究表明,获得w-LED器件的方法主要有以下三种方案,具体为:1)将发出三基色(红㊁绿㊁蓝)的三个LED芯片封装到一个单元中,从而获得人眼感知的白光,由于LED输出具有方向性,因此,这种方法不适用于一般照明应用[4];2)使用蓝色LED芯片激发黄色荧光粉实现白光,通过这种方法获得的白光缺少红色成分,导致白色LED器件的显色指数(CRI)低和相关色温(CCT)高,所以该方法限制了w-LED器件的应用[5];3)通过近紫外LED芯片激发RGB三基色荧光粉的方式来获得白光,该方法合成的白光显色指数高易调控,但是该方法红光发光效率低,热稳定性差,不利于w-LED器件的推广和应用[6-7]㊂近年来,针对第三种方案中荧光粉的色温不稳定㊁显色指数低等问题,研究者们开展了由UV-LED激发的单组分白光发光荧光粉的合成探索[8]㊂荧光粉是w-LED中的重要组成部分,它主要包括基质材料与激活剂㊁敏化剂㊂激活剂固定在基质的晶格中,属于发光离子[9]㊂稀土离子由于具有发光效率高㊁可见光区域发射能力强㊁热稳定性好等优点,所以通常作为发光离子被掺杂到许多发光材料中[10]㊂其中,Dy3+具有4F9/2电子态和多重跃迁(4F9/2ң6H13/2和4F9/2ң6H15/2),在可见光范围内具有黄色带(570~600nm)和蓝色带(470~500nm),当Dy3+处于对称中心时,多极相互作用是发光的主要原因,当两个发光中心的跃迁强度相当时,荧光粉会发出标准白光㊂因此, Dy3+掺杂的荧光粉在w-LED中具有潜在的应用价值[11-12]㊂例如,2019年,刘家明等[13]使用燃烧法成功制备出CaTiO3ʒDy3+白色荧光粉,当Dy3+的掺杂浓度为2%(摩尔分数,下同)时,荧光粉的荧光性能最佳;2022年,Yu等[14]采用水热法合成了Ca2P2O7ʒDy3+,Eu3+荧光粉,基于Dy3+的最佳掺杂浓度为4%,通过掺杂Eu3+增加了样品的红色发射,最终样品获得了暖白色发射㊂Dy3+到Eu3+的能量转移过程中,浓度猝灭机制为电偶极矩-电偶极矩相互作用㊂2022年,蒋小康等[15]采用溶胶-凝胶法成功制备出Gd2ZnTiO6ʒDy3+白色荧光粉,当Dy3+浓度为9%时色坐标为(0.3115,0.3515),位于白光区域和标准白光(0.3300,0.3300)较为接近,表明Gd2ZnTiO6ʒDy3+是一种具有潜在应用价值的荧光粉㊂基底是荧光粉主体化合物,是承载荧光发光的重要基础,因此,基底的选择对于荧光粉来说也至关重要㊂目前研究者已经研发出许多以无机材料为基质的荧光粉,例如,硅酸盐㊁磷酸盐㊁钼酸盐㊁钛酸盐㊁钨酸盐㊁硼酸盐等[16-21],其中双钙钛矿化合物(表示为A2M1M2O6)由于具有优异的化学和物理稳定性以及优异的光学特性备受人们关注[22-23],例如,2019年,Zeng等[24]通过常规固相方法成功合成了Cr3+掺杂的La2MgZrO6 (LMZ)荧光粉,并证实了不同晶体场的Cr3+有助于宽带发射;2022年,Veena等[25]研究了双钙钛矿纳米荧光粉La2MgTiO6(LMT)㊁Gd2MgTiO6(GMT)和Y2MgTiO6(YMT)的发光特性,证明了LMT㊁GMT和YMT是有效的㊁环境友好型的发光材料㊂到目前为止,还没有出现Dy3+掺杂双钙钛矿Gd2MgTiO6的相关报道㊂本文以GMT为基质,采用溶胶-凝胶法合成一种新型的Dy3+掺杂Gd2MgTiO6白色荧光粉,通过X射线衍射仪(XRD)对样品的物相进行分析,并利用荧光光谱探索不同Dy3+浓度对Gd2MgTiO6(GMT)白色荧光粉发光性能的影响,本文GMTʒx Dy3+中x 为掺杂离子浓度㊂1㊀实㊀㊀验采用溶胶-凝胶法制备GMTʒx Dy3+(x=0.01㊁0.03㊁0.05㊁0.07㊁0.09㊁0.11)荧光粉㊂根据化学计量比分别称取一定量的硝酸钆(99.99%)㊁硝酸镝(99.99%)㊁乙酸镁(99.98%)㊁钛酸异丙酯(95%)㊂随后将上述药品放入烧杯,加入一定体积的去离子水,搅拌5min获得澄清的透明溶液,将上述溶液放入烘干箱进行80ħ保温2h,获得透明凝胶,然后升温至200ħ,保持10h,得到GMTʒx Dy3+荧光粉前驱粉末㊂将前驱粉末研磨均匀,放入箱式电炉进行600ħ预烧4h,随后升温至1200ħ保温6h,最后自然降温并收集样品㊂实验中所用检测仪器包括X射线衍射分析仪(XRD,BRUKER D8ADVANCE型,电压40kV,电流40mA,波长1.5418Å,扫描步长0.01ʎ),扫描电子显微镜(SEM,KYKY-2008B型,北京中科科仪股份有限公司)以及荧光分光光度计(F-7000HITACHI Japan)㊂实验所用药品均购自上海阿拉丁生化技术股份有限2052㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷公司㊂2㊀结果与讨论2.1㊀XRD 分析图1表示的是不同Dy 3+浓度GMTʒx Dy 3+(x =0.01㊁0.03㊁0.05㊁0.07㊁0.09㊁0.11)荧光粉的XRD 图谱㊂从图中可以看出,掺入不同Dy 3+浓度未引起其他杂相的出现,且与文献所报道的单斜相GMT 的XRD 图谱基本一致,说明Dy 3+成功掺入GMT 的晶体结构中㊂根据离子价态相同和原子半径近似原则,Dy 3+(r =0.0912nm)同其他格点原子相比更加倾向于替代Gd 3+(r =0.127nm)的格点位置㊂为了获得样品的晶体结构信息,利用GSAS 软件对GMTʒ0.03Dy 3+样品的XRD 图谱进行全谱拟合,结果如图2所示㊂从图中可以看出,GMTʒ0.03Dy 3+荧光粉为双钙钛矿结构,属于单斜晶系,其晶格参数为a =5.3561Å,b =5.5921Å,c =7.6730Å,β=90.08ʎ,V =229.821Å3,精修精度参数为R p =10.86%,R wp =14.57%,满足精修精度需求㊂详细的精修参数和数据见表1㊂图1㊀GMTʒx Dy 3+(x =0.01㊁0.03㊁0.05㊁0.07㊁0.09㊁0.11)XRD 图谱Fig.1㊀XRD patterns of GMTʒx Dy 3+(x =0.01,0.03,0.05,0.07,0.09,0.11)图2㊀GMTʒ0.03Dy 3+的Rietveld 精修图Fig.2㊀Rietveld refinement patterns of GMTʒ0.03Dy 3+表1㊀GMT 原子坐标参数数据Table 1㊀GMT atomic coordinate parameter dataSpace group:P 21/n ,lattice parameters:a =5.3561Å,b =5.5921Å,c =7.6730Å;β=90.08ʎ,V =229.821Å3Atomx y z Number of substitution Uiso /Å2Gd 0.5129350.5595780.25707610.01393Mg 0.0000000.5000000.0000001-0.04972Ti 0.5000000.0000000.00000010.03656O 1-0.7081590.232584-0.03394610.70062O 2-0.554481 1.0861140.03037910.80000O 3-9.999990-8.5060060.46079710.80000图3㊀GMTʒ0.03Dy 3+荧光粉的SEM 照片Fig.3㊀SEM image of GMTʒ0.03Dy 3+phosphor2.2㊀SEM 分析图3为GMTʒ0.03Dy 3+荧光粉的SEM 照片㊂从图中可以看出,GMTʒ0.03Dy 3+由不规则形状的微米颗粒组成,且粒径大小在15μm 以内,没有出现明显的团聚现象㊂2.3㊀PL 光谱分析图4为室温下GMTʒ0.03Dy 3+的激发和发射光谱图㊂由图4曲线(a)可知,当监测波长为578nm 时,样品的激发光谱包含200~300nm 的宽激发带和一系列窄峰㊂其中宽激发带属于由于O 2-的2p 轨道到Gd 3+和Dy 3+的4f 轨道之间的转移电荷跃迁(CTB)㊂而其余的窄峰则来源于Dy 3+的㊀第11期赵㊀炎等:Dy 3+掺杂Gd 2MgTiO 6白色荧光粉的制备及发光性能研究2053㊀4f-4f 轨道之间的电子跃迁,其对应关系为324(6H 15/2ң6P 3/2)㊁351(6H 15/2ң6P 7/2)㊁366(6H 15/2ң6P 5/2)和389nm (6H 15/2ң4F 13/2)㊂从图中可以看出,351nm 处的激发最强,说明GMTʒ0.03Dy 3+荧光粉能够被351nm 的近紫外光有效激发㊂从图4中的曲线(b)可以看出,在波长为351nm 近紫外光的激发下,样品表现出2个特征发射峰,483和578nm 处表现出来的蓝光和黄光分别对应于Dy 3+的4F 9/2ң6H 15/2㊁4F 9/2ң6H 13/2能级跃迁,其中483nm(4F 9/2ң6H 15/2)处的蓝光发射对应于磁偶极跃迁,几乎不随Dy 3+附近的晶体场强度变化,然而578nm 处的黄光属于电偶极跃迁,由于其强度对晶体场变化十分敏感,当Dy 3+位置处于低对称性非反转中心时,黄光发射占主导地位,相反,当Dy 3+占据反转中心的高对称位置时,蓝光发射比黄光峰值更强,从图中可以看出黄光发射较强,Dy 3+处于非反转中心的低对称位置㊂图5是在激发波长为351nm 不同浓度GMTʒx Dy 3+(x =0.01㊁0.03㊁0.05㊁0.07㊁0.09㊁0.11)荧光粉的发射光谱图㊂从图中可知,Dy 3+浓度对发射光谱的峰形和位置没有明显影响,对发射强度的影响很大㊂当Dy 3+浓度为0.03时,发射强度达到峰值,随后出现明显的浓度猝灭现象,这是由于随着Dy 3+浓度的增加会导致Dy 3+之间的距离缩短,从而引起相邻Dy 3+能级之间发生交叉弛豫,即呈现明显的浓度猝灭现象㊂图4㊀GMTʒ0.03Dy 3+的激发(a)和发射(b)光谱图Fig.4㊀Excitation (a)and emission (b)spectra of GMTʒ0.03Dy 3+图5㊀Gd 2-2x MgTiO 6ʒ2x Dy 3+(x =0.01㊁0.03㊁0.05㊁0.07㊁0.09㊁0.11)荧光粉的发射光谱图Fig.5㊀Emission spectra of Gd 2-2x MgTiO 6ʒ2x Dy 3+(x =0.01,0.03,0.05,0.07,0.09,0.11)phosphors ㊀㊀根据Blasse 等的理论[26],通过计算临界距离R c (式1)可以定性确定浓度淬灭效应中起主导的相互作用机制㊂当临界距离R c <5Å时,交叉弛豫相互作用为主导,当临界距离R c >5Å时,多极子相互作用为主导㊂R c ʈ23V 4πX c Z ()13(1)式中:R c 为临界距离;V 是基质晶胞体积;X c 为临界猝灭浓度;Z 为晶胞中阳离子个数㊂在GMT 基质中V =229.821Å3,Z =2,X c =0.03㊂根据式(1)计算出R c =19.41Å,R c 远大于5Å,所以多极子相互作用在浓度猝灭中占主导作用㊂根据Dexter 原理[27]发光强度I 与掺杂离子浓度x 的关系式为I /x =K [1+β(x )θ/3]-1(2)式中:β和K 均为常数㊂当θ=6时,对应电偶极子-电偶极子相互作用;当θ=8时,对应电偶极子-电四极子相互作用;当θ=10时,对应电四极子-电四极子相互作用㊂将式(2)两端取对数:lg(x )=lg(k /β)-θ/3lg(x )(3)将lg(x )与lg(I /x )进行线性拟合,其结果如图6所示,回归方程的斜率为-1.86083,经计算θʈ6,表明GMTʒDy 3+荧光粉的浓度猝灭效应机理为电偶极子-电偶极子相互作用㊂为更加详细阐述GMTʒDy 3+荧光粉中的能量传递过程,如图7所示,在351nm 近紫外光的激发下,Dy 3+吸收能量从基态6H 15/2跃迁至激发态,随后在非辐射弛豫的作用下至4F 9/2,此状态下的Dy 3+一部分经过辐射跃迁发出蓝光和黄光㊂2054㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷图6㊀lg(I /x )与lg(x )的线性关系图Fig.6㊀Linear relationship between lg(I /x )and lg(x )图7㊀Dy 3+能级跃迁图Fig.7㊀Dy 3+energy level transition diagram2.4㊀样品的色坐标分析图8为GMTʒx Dy 3+(x =0.01㊁0.03㊁0.05㊁0.07㊁0.09㊁0.11)荧光粉的色坐标图,由图可知,样品的CIE 色坐标均落在白光区域,Dy 3+浓度的变化对荧光粉色坐标的位置有一定影响㊂图8㊀GMTʒx Dy 3+(x =0.01㊁0.03㊁0.05㊁0.07㊁0.09㊁0.11)荧光粉的色坐标图Fig.8㊀Color coordinate diagram of GMTʒx Dy 3+(x =0.01,0.03,0.05,0.07,0.09,0.11)phosphors 表2是不同Dy 3+浓度的色坐标和色温结果㊂当Dy 3+浓度x =0.05时色坐标位于白光区域,此时的色坐标为(0.32471,0.35974),与标准的白光色坐标(0.33,0.33)较为接近,在白光LED 用白色荧光粉中具有一定的开发潜力㊂表2㊀GMTʒx Dy 3+色坐标与色温Table 2㊀GMTʒx Dy 3+color coordinates and color temperatureSample label Concentration(x )Chromatic coordinates(X ,Y )Color temperature /K A 0.010.286790.319988254B 0.030.328430.363575656C0.050.324710.359745811D 0.070.317820.346336151E 0.090.289740.304138447F 0.110.307200.336776743㊀第11期赵㊀炎等:Dy3+掺杂Gd2MgTiO6白色荧光粉的制备及发光性能研究2055㊀3㊀结㊀㊀论采用溶胶-凝胶法成功制备出GMTʒDy3+白色荧光粉,通过XRD对样品的物相结构进行分析,结果表明GMTʒDy3+属于单斜晶系双钙钛矿结构,Dy3+掺杂对晶体结构无显著影响㊂室温荧光光谱显示,在351nm的近紫外光激发下,GMTʒDy3+样品在483和578nm处表现出极强的蓝光和黄光,分别对应于Dy3+的4F9/2ң6H15/2㊁4F9/2ң6H13/2能级跃迁㊂当Dy3+浓度达到0.03时,出现明显的浓度猝灭现象,归因于电偶极子-电偶极子之间的相互作用㊂通过对GMTʒDy3+荧光粉不同浓度的色坐标计算,发现掺杂离子浓度为5%时,其色坐标为(0.32471,0.35974)与标准白光的CIE坐标(0.33,0.33)较为接近,说明GMTʒDy3+是一种具有潜在应用价值的单一基质白色荧光粉㊂参考文献[1]㊀XIONG H R,GAO X,YUAN F,et al.Photoluminescence enhancement of orange-emitting Ca5(PO4)2SiO4ʒSm3+phosphor through chargecompensation of A+(Li+,Na+and K+)ions for white light-emitting diodes[J].Dalton 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《近紫外激发白光LED用荧光粉的制备和发光性能的研究》篇一一、引言随着照明技术的不断进步，白光LED（Light Emitting Diode）因其高效率、长寿命和低能耗等优点，逐渐成为照明领域的主流光源。

其中，近紫外激发白光LED技术更是受到了广泛关注。

而荧光粉作为白光LED的关键材料，其性能的优劣直接影响到LED的发光性能。

因此，对近紫外激发白光LED用荧光粉的制备和发光性能进行研究，具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、荧光粉的制备1. 材料选择荧光粉的制备首先需要选择合适的原材料。

常用的原材料包括稀土元素、卤化物等。

其中，稀土元素因其独特的电子结构，具有丰富的能级和良好的发光性能，是制备荧光粉的重要原料。

2. 制备方法目前，制备荧光粉的方法主要有高温固相法、溶胶凝胶法、共沉淀法等。

本研究所采用的制备方法为高温固相法。

该方法具有制备工艺简单、成本低、产量大等优点。

具体步骤如下：将选定的原材料按照一定比例混合后，在高温下进行固相反应，得到荧光粉前驱体。

然后对前驱体进行热处理、球磨等工艺，最终得到所需的荧光粉。

三、发光性能的研究1. 发光性能参数荧光粉的发光性能主要表现在发光亮度、色坐标、色温、显色指数等参数上。

其中，发光亮度和色坐标是评价荧光粉性能的重要指标。

2. 实验方法为了研究荧光粉的发光性能，我们采用了光谱分析仪、色度计等设备进行实验。

通过测量荧光粉在不同条件下的发光光谱、色坐标等数据，分析其发光性能。

3. 结果分析通过实验，我们发现制备的荧光粉具有良好的发光性能。

其发光亮度高，色坐标符合白光LED的要求。

此外，该荧光粉还具有较高的显色指数和较低的色温，为近紫外激发白光LED的应用提供了良好的基础。

四、结论本研究成功制备了近紫外激发白光LED用荧光粉，并对其发光性能进行了研究。

实验结果表明，该荧光粉具有良好的发光性能和较高的应用价值。

该研究为近紫外激发白光LED的进一步应用提供了理论依据和实验支持。

《近紫外激发白光LED用荧光粉的制备和发光性能的研究》篇一一、引言随着照明技术的不断发展，白光LED因其高亮度、高效率和长寿命等优点，在照明和显示领域得到了广泛应用。

而荧光粉作为白光LED的关键组成部分，其性能的优劣直接影响到LED的发光效果。

近紫外激发白光LED用荧光粉因其具有较高的显色指数和颜色渲染指数，在市场上受到广泛关注。

本文将对近紫外激发白光LED用荧光粉的制备工艺及其发光性能进行研究，旨在提高其应用性能，推动白光LED的进一步发展。

二、荧光粉的制备1. 材料选择近紫外激发白光LED用荧光粉的制备材料主要包括稀土元素、氧化物、卤化物等。

其中，稀土元素是荧光粉的主要发光物质，其选择对荧光粉的性能具有重要影响。

2. 制备工艺近紫外激发白光LED用荧光粉的制备工艺主要包括固相法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等。

本文采用共沉淀法制备荧光粉，该方法具有操作简便、成本低廉等优点。

具体步骤如下：首先将稀土元素盐溶液与沉淀剂混合，生成稀土氢氧化物沉淀；然后通过高温煅烧，得到所需的荧光粉。

三、发光性能研究1. 发光光谱分析通过对制备的荧光粉进行发光光谱分析，可以了解其发光性能。

发光光谱包括激发光谱和发射光谱，可以反映荧光粉在不同波长下的发光强度和颜色。

实验结果表明，所制备的荧光粉在近紫外光激发下具有较高的发光强度和良好的颜色稳定性。

2. 显色性能分析显色性能是评价荧光粉性能的重要指标之一。

通过对所制备的荧光粉进行显色性能分析，可以了解其在白光LED中的应用效果。

实验结果表明，所制备的荧光粉具有较高的显色指数和颜色渲染指数，能够有效地提高白光LED的照明质量。

四、结论本文通过对近紫外激发白光LED用荧光粉的制备和发光性能进行研究，得出以下结论：1. 采用共沉淀法制备近紫外激发白光LED用荧光粉具有操作简便、成本低廉等优点。

2. 所制备的荧光粉在近紫外光激发下具有较高的发光强度和良好的颜色稳定性，能够有效地提高白光LED的照明质量。

近紫外激发白光LED用荧光粉研究进展张功国;张春仙【期刊名称】《济宁学院学报》【年(卷),期】2012(000)006【摘要】Light - emitting diodes (LEDs) are considered as a new generation light source due to high conversion efficiency, lower power consumption, long life and so on. The research progress on the single - phase white light emitting phosphor excited by near ultraviolet is introduced, and the prospect of it is also discussed.%发光二极管（LED）因其具有较高的发光效率、低能耗、长寿命等优点，而被称之为新一代照明光源．介绍了可被近紫外光激发单一基质白光发射荧光粉的研究进展，并对其发展前景进行了展望．【总页数】4页(P35-38)【作者】张功国;张春仙【作者单位】济宁学院化学与化工系,山东曲阜273155;济宁学院化学与化工系,山东曲阜273155【正文语种】中文【中图分类】O482.31【相关文献】1.近紫外光激发的白光LED用单基质硅酸盐荧光粉的研究进展 [J], 章少华;周明斌;胡江峰;谢冰2.新一代白光LED照明用一种适于近紫外光激发的单一白光荧光粉 [J], 孙晓园;张家骅;张霞;刘慎薪;蒋大鹏;王笑军3.近紫外激发白光LED用Eu3+、Sm3+掺杂Y2MoO6荧光粉的合成及发光性质[J], 赵智;孙晓宇;左健4.紫外-近紫外基白光LEDs用荧光粉的研究进展 [J], 李盼来;王振动;罗志远;王志鹏;崔荣梅;李婷;徐书超;白琼宇;王志军;杨志平5.白光LED用近紫外光激发的蓝绿色荧光粉Sr5（PO4）3F:Eu2+的光谱性能及助熔剂的影响 [J], 孔丽;刘莹莹;乔露;吴晶;陈丽;潘宵;王文生;于海辉;魏奇业因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。