全色白光LED用Sr2MgSi2O7基荧光粉的制备及性能研究

Eu^2＋,Dy^3＋掺杂夜光纤维用发光材料的余辉特性和陷阱能级分布郭雪峰;葛明桥【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2012(043)023【摘要】采用高温固相法制备了夜光纤维用Sr2MgSi2O7∶Eu^2＋,Dy^3＋蓝色长余辉发光材料,结合夜光纤维对发光材料性能的要求,通过X射线衍射图谱、荧光光谱、余辉衰减曲线及热释光谱对材料的结构、发光性能和陷阱能级分布进行了表征,重点分析了稀土离子Eu2＋和Dy3＋的掺量及比例的变化对材料余辉过程和陷阱能级分布的影响。

结果表明适中的Dy3＋掺量能产生合适的陷阱能级,从而获得较好的余辉效果,Dy3＋掺量不同但衰减规律相似,经拟合余辉衰减包括快衰减、中衰减、慢衰减3个过程。

而当Dy3＋掺量不变,Eu2＋掺量达到0.05mol时,发光强度骤然下降,出现发光淬灭。

随着Dy3＋掺量的增加,陷阱能级的深度E值逐渐变大,当Dy3＋掺量增加到0.06mol时,E值反而大幅降低。

【总页数】5页(P3252-3256)【作者】郭雪峰;葛明桥【作者单位】江南大学生态纺织教育部重点实验室,江苏无锡214122 常州纺织服装职业技术学院,江苏常州213164;江南大学生态纺织教育部重点实验室,江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】O482.31;TS151【相关文献】1.掺杂B对长余辉发光材料SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)发光性能的影响 [J], 崔景强;陈永杰;杨英;耿秀娟;石爽2.Eu^2＋，Dy^3＋掺杂铝酸锶长余辉发光材料的研究 [J], 王光辉;梁小平;顾玉芬3.碱土金属离子(Mg^(2+),Ca^(2+),Ba^(2+))掺杂对长余辉荧光粉SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)发光性能的影响 [J], 冯杨;刘振;何地平;焦冬梅;刘可非;焦桓4.蓝色长余辉材料SrAl_4O_7:Eu^(2+),Dy^(3+)的合成及其发光特性 [J], 袁剑辉;袁红辉;张振华5.BaAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)长余辉发光材料的燃烧合成及其发光特性 [J], 李峻峰;邱克辉;赖雪飞;张佩聪;邓苗因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

中南民族大学实验报告实验课名称：化学综合实验指导老师：唐万军学生姓名：专业：班级：学号：实验名称：燃烧法制备SrAl2O4:Eu,Dy超长余辉发光材料实验日期：组别：实验成绩：一、目的要求1、了解稀土掺杂铝酸盐长余辉材料的合成方法与应用领域。

2、设计实验方案，采用燃烧法合成SrAl2O4:Eu2+，Dy3+，测试其发光特性。

3、学会使用LS-55光度计和屏幕亮度计，根据X射线粉末衍射谱图，分析鉴定多晶样品的物相。

二、基本原理长余辉发光材料也被称作蓄光材料，或者夜光材料，指的是在自然光或其它人造光源照射下能够存储外界光辐照的能量，然后在某一温度下（指室温），缓慢地以可见光的形式释放这些存储能量的光致发光材料。

20 世纪90 年代以来，开发的以碱土铝酸盐为基质的稀土长余辉发光材料, 以其优异的长余辉发光性能，引起了人们对长余辉发光材料的广泛关注。

目前稀土离子掺杂的碱土铝(硅)酸盐长余辉材料已进入实用阶段。

国内较大的生产厂家有大连路明、济南伦博、重庆上游等。

市场上可见的产品除了初级的荧光粉外，主要有夜光标牌、夜光油漆、夜光塑料、夜光胶带、夜光陶瓷、夜光纤维等, 主要用于暗环境下的弱光指示照明和工艺美术品等。

随着长余辉材料的形态从粉末扩展至玻璃、单晶、薄膜和玻璃陶瓷，对长余辉材料应用的探讨也从弱光照明、指示等扩展到信息存储、高能射线探测等领域。

长余辉材料受到人们越来越多的重视。

从基质成分的角度划分，目前长余辉发光材料主要包括硫化物型、碱土铝酸盐型、硅酸盐型及其它基质型长余辉发光材料。

不同长余辉发光材料的发光性能见表1。

表1 不同长余辉发光材料的发光性能发光材料发光颜色发光谱峰波长/nm 余辉时间/minBaAl2O4:Eu,Dy 蓝绿色496 120CaAl2O4:Eu,Nd 蓝紫色446 1000Sr4Al14O25:Eu,Dy 蓝绿色490 2000SrAl2O4:Eu,Dy 黄绿色520 4000Sr2MgSi2O7:Eu,Dy 蓝色469 2000Y2O2S:Eu3+,Ti4+,Mg2+红色626 500CaTiO3:Pr3+红色613 40光致发光可以分为以下几个过程：①基质晶格吸收激发能；②基质晶格将吸收的激发能传递给激活离子，使其激发；③被激发的离子发光而返回基态。

文献综述白光LED研究进展白光LED（White Light Emitting Diodes）是一种新型的半导体发光器件，具有高亮度、高颜色还原度和低功耗等优点。

自20世纪90年代以来，白光LED研究得到了广泛的关注和深入的研究。

本文将对白光LED的研究进展进行综述。

首先，白光LED的发展历程是我们了解该研究的基础。

20世纪60年代初，应用无机发光物质的荧光粉将蓝光发光二极管和黄光荧光体组合构成白光源，实现了最早的白光LED。

之后，半导体发光材料的研究和发展推动了白光LED技术的进一步突破。

20世纪90年代，新型的宽禁带半导体材料氮化镓（GaN）和蓝光LED发光二极管的成功制备，为白光LED的发展奠定了基础。

其次，白光LED的研究主要集中在发光材料的选择和光谱调控。

现有的白光LED技术主要包括基于蓝光LED的荧光粉转换、基于磷化镓和氮化铟的LED和基于量子点的LED等。

荧光粉转换技术是最早被广泛应用的方法，通过将蓝光LED的紫外辐射转化为可见光辐射来产生白光。

磷化镓和氮化铟的LED具有较高的光电转换效率，可实现高亮度的白光发光。

而量子点的LED由于其在带宽调节方面的优势，成为白光LED领域的研究热点。

在白光LED的光谱调控方面，主要包括发光材料的配方和结构设计技术。

发光材料的配方要求能够提供较宽的光谱范围，以实现良好的颜色还原度。

结构设计技术则包括辐射结构和超晶格结构等，用于调控发光材料中载流子的复合和辐射，提高发光效率和光谱性能。

此外，白光LED的研究还包括光学设计和封装技术。

光学设计技术主要用于提高白光LED的光效和颜色均匀性。

通过调整发光材料的位置、尺寸和形状等参数，使其产生更加均匀的光强分布和色温。

封装技术则是将LED芯片和其他器件封装在一起，以提高白光LED的亮度和稳定性。

最后，白光LED技术的应用前景也是白光LED研究的重点之一、目前，白光LED已广泛应用于室内照明、背光源、汽车照明、显示屏等领域。

沈阳化工大学本科毕业论文题目：硅铝酸盐复合基质全色荧光粉的制备及发光性能研究毕业设计（论文）任务书应用化学专业0902 班学生：李国庆毕业设计（论文）题目：硅铝酸盐复合基质全色荧光粉的制备及发光性能研究毕业设计（论文）内容：采用高温固相法制备Eu2+、Mn2+共激活的碱土铝硅酸盐荧光粉，考察基质组成及Eu, Mn掺杂量对荧光粉发光性能影响。

通过X-射线衍射测试荧光粉晶体结构。

毕业设计（论文）专题部分：1.分析BaCa0.7(Al x Si1-x)O4：Eu2+1.3晶体结构；2.研究Eu2+在Ba1.3Ca0.7(Al x Si1-x)O4基质中发光机理及Al3+在基质中的作用。

起止时间：2013 年 2 月--- 2013 年 6 月指导教师：签字年月日教研主任：签字年月日学院院长：签字年月日摘要本论文简要介绍了荧光粉及其常用的合成方法，并且介绍了稀土离子的发光机理。

采用高温固相法在还原气氛中合成了Ba1.3Ca0.65-x Al0.025Si0.O4:0.02Eu2+,0.03Mn2+,xRe3+(Re=La、Gd、Dy、Er)全色白光荧光粉。

以B 975a1.3Ca0.7Al0.025Si0.975O4作为基质材料，激活剂为稀土Eu2+离子。

研究了化合物中的硅铝比、掺杂离子种类（单掺Eu2+，共掺Eu2+/Mn2+，共掺Eu2+/Mn 2+/Re3+）、Eu2+和Mn2+的含量以及Re3+的种类和浓度对荧光粉发光性能的影响。

采用荧光分光光度法测得样品的激发和发射光谱，用XRD对样品进行了晶体结构分析，通过PMS-50型紫外–可见–近红外光谱分析系统测试其光色参数。

通过对其进行性能测试，找出了合适的硅铝比以及Eu2+、Mn2+的掺杂量。

通过测试样品的发射光谱及光色参数，发现掺杂Re(Re=La、Gd、D y、Er)稀土离子能够有效的提高Eu2+的发光强度，但它们的发射光谱形状没有发生明显改变，通过对其光色参数及发射光谱的对比，发现0.04的G d3+的敏化效果最好。

白色LED 用荧光粉的制备与应用LED 照明是当下具有很高的实用性的照明光源，并且已经成为应用最为广泛的一种照明的光源。

作为照明用的白色LED 更是受到了很大的关注，获得白光LED 共有三种：第一种是荧光粉涂敷光转换法，就是采用荧光粉将紫光或蓝光转换复合产生白光；第二种是多色LED 组合法，由发射不同波长的绿色和红色等的单色的LED 组合而发射复合的白光，第三种是多量子阱法，单一的LED 材料中中进行掺杂。

荧光粉材料的制备方法主要有高温制备和溶液法制备两类方法。

本文主要综述了蓝光转换型荧光粉和近紫外转换型荧光粉的中的典型几种荧光粉材料，介绍了相关荧光粉的发展现状以及相关材料的优缺点1.1 LED 发光原理LED 主要是半导体化合物，例如砷化镓（GaAS ），磷化镓（GaP ），磷砷化镓（GaAsP ）等半导体制成的，LED 的核心是PN 结。

LED 的发光机理是:热平衡的条件下,PN 结中有很多迁移率很高的电子在N 区中, P 区则不同，在P 区中有较多的迁移率较低的空穴, 由于PN 结势垒层的限制, 由于该PN 结势垒层的限制，在正常状态下，不能穿过屏障复合发生;而当施加于PN 结的正向电压，所施加的电场方向由于自建电场方向和所述势垒区与此相反，它减少了势垒高度，该势垒宽度较窄，破坏了PN 结动态平衡发电少数载流子注入，而空穴注入从PN 区面积，在同一地区的电子注入从N 到P 区，少数载流子注入，在多数载流子复合会保持多余的能量在光辐射从而形式的同一区域，直接将电能转换为光能。

自从1965年第一支发光二极管的产生，LED 已经历经50年的发展历程，第一支发光二极管是利用半导体锗材料制作而成的]1[，第一支LED 能够发射出红光；随后在1985年日本Nishizawa 利用液相外延法制备出了使用异质结构的GaAlAs 作为发光材料的LED ]2[，从而使得LED 的封装技术也得到了很大的提高；1993日亚化学公司，在蓝色 氮化镓LED 的研究上取得了重大突破]3[，并且很快的实现了产业化的生产，在1996年实现了白光LED 的发光二极管（white lightEmitting Diodes ），简称白光LED ]4[，将发射黄光粉+31253:Ge O Al Y （YAG ：Ge ）作为荧光粉，涂在发射蓝光的GaN 二极管上，制备出白光LED 。

《LED植物照明用Mn4+离子掺杂红色荧光粉的合成与性能研究》篇一一、引言随着LED技术的不断发展和广泛应用，其在植物照明领域的应用日益受到关注。

而LED植物照明用荧光粉的合成与性能直接决定了LED照明的效果和植物的生长发育。

因此，对具有优异性能的荧光粉的研发至关重要。

近年来，Mn4+离子掺杂红色荧光粉因其在植物照明中独特的应用潜力，引起了研究者的广泛关注。

本文将详细介绍Mn4+离子掺杂红色荧光粉的合成方法及性能研究，以期为相关研究提供参考。

二、合成方法1. 材料准备本实验所需材料包括：基质材料、Mn4+离子掺杂剂、助溶剂等。

所有材料均需经过严格筛选和预处理，以确保其纯度和活性。

2. 合成工艺采用高温固相法合成Mn4+离子掺杂红色荧光粉。

具体步骤如下：（1）将基质材料、Mn4+离子掺杂剂及助溶剂按一定比例混合均匀；（2）将混合物置于高温炉中，进行预烧结处理；（3）将预烧结后的产物进行研磨、过筛，得到荧光粉前驱体；（4）将前驱体再次置于高温炉中，进行高温烧结处理，得到最终产物。

三、性能研究1. 发光性能通过测量荧光粉的激发光谱和发射光谱，研究其发光性能。

结果表明，Mn4+离子掺杂红色荧光粉具有较高的量子效率和良好的色彩纯度，可满足LED植物照明的需求。

2. 稳定性分析对荧光粉进行长时间光照、温度循环等测试，以评估其稳定性。

实验结果表明，Mn4+离子掺杂红色荧光粉具有良好的光稳定性和热稳定性，可保证LED植物照明的长期稳定运行。

3. 植物生长实验将合成的荧光粉应用于LED植物照明设备中，进行植物生长实验。

实验结果表明，使用Mn4+离子掺杂红色荧光粉的LED植物照明设备对植物的生长具有明显的促进作用，提高了植物的光合作用效率和生物量。

四、结论本文研究了LED植物照明用Mn4+离子掺杂红色荧光粉的合成与性能。

通过高温固相法成功合成了具有优异发光性能和稳定性的荧光粉。

实验结果表明，该荧光粉在LED植物照明中具有良好的应用前景，可有效促进植物生长，提高光合作用效率和生物量。

长余辉材料的种类，性质和应用摘要：长余辉发光材料又称蓄光型发光材料，是一种重要的发光材料，在陶瓷、消防、传感、涂料、纺织、高分子中都发挥着重要的作用。

本文简述长余辉发光材料的种类、性质,介绍长余辉发光材料的研究进展和最新研究成果，剖析长余辉发光材料发光机理,对长余辉发光材料的应用有着积极的研究参考作用.关键词:长余辉发光材料；发光机理；基本规律长余辉发光材料简称长余辉材料，又被称为蓄光型发光材料、夜光材料,其本质上是一种光致发光材料。

发光是物质将某种方式吸收的能量转化为光辐射的过程。

发光材料是在各种形式能量激发下能发光的固体物质。

长余辉发光材料是指在光源激发停止后发出被人眼察觉的光的时间在20min 以上的发光材料。

［1]长余辉发光材料是常见的发光材料，应用非常广泛,如环卫工人的工作服,发光涂料、发光塑料、发光玻璃和发光陶瓷等夜光产品，背光显示、甚至应用于生物医学检测探针,对我们日常生活也发挥着非常重要的作用。

余辉其实就是在撤去光源后发出的光，这种现象在我们古代的时候就有发现，比如说夜光杯或是夜明珠在夜间发出的夜光，但那时候人们并没有对这种现象进行深入的研究.直到20 世纪初，第二次世界大战军事和防空的需要,进一步促进了这种功能材料的研究和应用.在1866 年，法国化学家Theodore Sidot 初次成功制备了ZnS：Cu，该晶体经过激发光源后,能发出较长的余辉。

这种晶体的成功制备是长余辉发光材料的一个里程碑,大大地激发着科研人员进一步研究长余辉发光材料,也就是从20 世纪初，长余辉得到了迅猛的发展。

[2]1。

长余辉材料的种类1。

1硫化物长余辉发光材料长余辉材料的第一代是硫化物，如碱土硫化物、硫化锌等.最具代表性的是发光颜色为黄绿色的ZnS:Cu系列、发光颜色为蓝色的CaS:Bi系列和发光颜色为红色的CaS：Eu系列。

硫化物长余辉发光材料的突出优点是体色鲜艳、发光颜色多样、弱光下吸光速度快；但是硫化物长余辉材料存在着明显的缺点,如余辉亮度低、余辉时间短、化学稳定性差、易潮解，不能用于室外：而且生产过程对环境污染大。

长余辉发光材料概述摘要本文综述了长余辉材料的发光机理及制备方法，并简单介绍了硫化物长余辉发光材料、铝酸盐长余辉发光材料及硅酸盐长余辉发光材料。

关键词：长余辉；发光材料1.长余辉发光材料简介长余辉发光材料简称长余辉材料，又称夜光材料、蓄光材料。

它是一类吸收太阳光或人工光源所产生的光的能量后，将部分能量储存起来，然后缓慢地把储存的能量以可见光的形式释放出来，在光源撤除后仍然可以长时间发出可见光的物质[1]。

2.长余辉发光材料的基本机理长余辉材料被激发以后，能长时间持续发光，其关键在于有适当深度的陷阱能态(即能量存储器)。

光激发时产生的自由电子(或自由空穴)落入陷阱中储存起来，激发停止后，靠常温下的热扰动而释放出被俘的陷阱电子（或陷阱空穴）与发光中心复合产生余辉光。

随着陷阱逐渐被腾空，余辉光也逐渐衰减至消失。

而陷阱态来源于晶体的结构缺陷，换言之，寻求最佳的晶体缺陷以形成最佳陷阱(种类、深度、浓度等)是获得长余辉的主要因素。

余辉时间的长短决定于陷阱深度与余辉强度，余辉光的强度依赖于陷阱浓度、容量与释放电子(或空穴)的速率。

而晶体缺陷的产生除了材料制备过程中自然形成的结构缺陷外，主要是掺杂。

长余辉发光机理实际是发光中心与缺陷中心间如何进行能量传递的过程，具体的长余辉材料有不同的发光模型，但最流行的是两类：一是载流子传输；二是隧穿效应。

前者包含电子传输、空穴传输和电子空穴共传输，后者包括激发、能量存储与热激励产生发射的全程隧穿和仅是“热激励”发射的半程隧穿。

除这两类外，学术界还有学者提出位形坐标[2]、能量传递、双光子吸收和Vk传输模型。

至今为止，上述模型都是根据已有的实验结果提出的假设，可以解释一定的实验现象，但缺乏足够的论据，也存在若干不确定因素，难以让人信服，而发光机理的研究又是为新材料设计提供物理依据所必须的，有待进一步深入。

2.1空穴转移模型该模型是T.Matsuzawa等人[3]于1996年为了解释的余辉发光机理时提出的，也是最早解释激活长余辉材料余辉机理的模型之一。