劉偉漢創(chuàng)新答辯ppt課件

1、白光LED用硅酸鹽熒光粉的合成與發(fā)光性能的研討 專 業(yè)：運用化學報 告 人：劉偉漢 指點教師：王靜 副教授.主要內(nèi)容一、背景 1、LED簡介 2、選題意義 3、研討現(xiàn)狀 二、實驗思緒三、結(jié)果與討論 1、燒結(jié)溫度對熒光粉相純度的影響 2、熒光粉中Eu2+的濃度猝滅特性 3、共摻雜離子對熒光粉發(fā)光性能的影響四、實驗結(jié)論. 1、白光LED的簡介發(fā)光二極管LED，是一種半導體電致發(fā)光器件。白光LED與傳統(tǒng)的照明光源如白熾燈、熒光燈相比，具有光效高、能耗低、壽命長、污染小等特點。 在當前全球能源短缺的背景下，節(jié)約能源是我們面臨的重要問題。因此，白光LED必將成為21世紀照明市場的主流。白光LED可以用以

2、下三種方法得到： 1經(jīng)過紅、綠、藍三種LED得到白光 ； 2經(jīng)過藍光LED和黃色熒光粉得到白光 ； 3經(jīng)過紫光LED和RGB熒光粉得到白光。背 景.背 景 2、選題意義 目前著重在于熒光粉轉(zhuǎn)換的LED研討，也就是研發(fā)可被460 nm藍光二極管有效激發(fā)的紅、黃、綠等發(fā)光資料和被400 nm近紫外光二極管有效激發(fā)的紅、綠、藍、橙黃等發(fā)光資料。我的研討課題就是找到能匹配這兩種二極管的熒光粉，使其在藍光(460nm)或近紫外光(400nm)區(qū)域可被有效激發(fā)，并且具有較高的發(fā)光效率和化學穩(wěn)定性。.背 景 3、研討現(xiàn)狀 最近幾年，對白光LED用熒光粉的研討，主要是集中在硼酸鹽體系、磷酸鹽體系、硅酸鹽體系、

3、鋁酸鹽體系、氮氧化物體系等的稀土發(fā)光資料研討。 以硅酸鹽為基質(zhì)的發(fā)光資料具有良好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，而且高純二氧化硅原料價廉、易得 ,燒結(jié)溫度比鋁酸鹽體系低等特點，使其越來越受注重。在國內(nèi)外有許多報導硅酸鹽體系的文章，而硅酸鍶摻+2價銪離子的報導并不多，Park K.J.對Sr2SiO4:Eu2+進展了大量的任務(wù)，但對Sr3SiO5:Eu2+還沒有做深化的研討。 本人在他的研討根底上進展了一系列創(chuàng)新性的實驗，對Sr3SiO5:Eu2+體系進展系統(tǒng)的研討，尋覓了Eu2+的臨界猝滅濃 度，并且經(jīng)過共摻其他的稀土離子，得到了發(fā)光性能更好， 以及余輝時間較長的兩類稀土發(fā)光資料。.實驗內(nèi)容 本實驗采

4、用傳統(tǒng)的高溫固相法合成白光LED用Sr3SiO5:Eu2+ 和Sr3SiO5:Eu2+ :M3+(M=Dy、Nb、Yb、Sm、Tm、Er等)黃色熒光粉，利用X-射線粉末衍射XRD和熒光光譜FL進展表征，優(yōu)化熒光粉的合成條件。經(jīng)過測定樣品的激發(fā)光譜、發(fā)射光譜等，尋覓Sr2+與Eu2+的最正確配比，使其在近紫外區(qū)400nm到藍光區(qū)460nm有較高的吸收效率，同時可以到達較高的發(fā)光亮度。再選擇其他的稀土離子進展共摻雜，找出發(fā)光性能更好，以及余輝時間更長的兩類熒光粉。.實驗思緒尋覓 的臨界猝滅濃度共摻雜其他稀土離子在發(fā)光性能較好的共摻雜體系中調(diào)理兩種稀土離子的比例，找到最亮的產(chǎn)品。在余輝時間較長的共摻

5、雜體系中調(diào)理兩種稀土離子的比例，找到余輝最長的產(chǎn)品。Eu2+尋覓最正確的燒結(jié)溫度.結(jié)果與討論 1、燒結(jié)溫度對熒光粉相純度的影響 溫度是高溫固相合成法中的關(guān)鍵要素之一。它取決于組分的熔點，分散速度和結(jié)晶才干等。因此，在實驗中必需嚴厲控制好燒結(jié)溫度，經(jīng)過多次實驗比較確定最正確燒結(jié)溫度。本實驗分別在1400(TY01)、1450 (TY02) 、1550 (TY03)的溫度下燒結(jié)化學式為Sr2.94Eu0.03Dy0.03SiO5 的熒光粉，經(jīng)過測試樣品的XRD進展物相分析，從而確定最正確的燒結(jié)溫度。.結(jié)果與討論圖 三個溫度下所燒結(jié)樣品的XRD圖.結(jié)果與討論2、熒光粉中Eu2+的濃度猝滅特性 按照通

6、式為Sr3-xSiO5:xEu2+配制Eu2+濃度梯度(x=0.0050.3)系列樣品，并在灼燒溫度為1550的條件下合成以下產(chǎn)品： 原料編號 原料配比 TY04 Sr2.995Eu0.005SiO5 TY05 Sr2.985Eu0.015SiO5 TY06 Sr2.97Eu0.03SiO5 TY07 Sr2.95Eu0.05SiO5 TY08 Sr2.9Eu0.1SiO5 TY09 Sr2.7Eu0.3SiO5.結(jié)果與討論圖 Eu2+濃度梯度系列樣品的XRD圖 .結(jié)果與討論圖 Eu2+濃度梯度系列樣品在570nm光監(jiān)測下的激發(fā)光譜特點：x=0.0050.03，光譜強度逐漸增大；x=0.030

7、.3，光譜強度逐漸減弱紫外400nm到藍光460nm區(qū)域出現(xiàn)了肩峰，吸收效率高。 .結(jié)果與討論圖 Eu2+濃度梯度系列樣品在370nm光激發(fā)的熒光發(fā)射光譜特點：x=0.0050.03，光譜強度增大；x=0.030.3，光譜強度減弱。 發(fā)射光譜峰值先紅移后藍移。.結(jié)果與討論圖 共摻雜樣品與商業(yè)粉LNO對比的激發(fā)光譜圖 3、共摻雜稀土離子對熒光粉發(fā)光性能的影響特點：(1)外形類似(2)峰值接近(3)紫外400nm到藍光460nm區(qū)域出現(xiàn)了肩峰。(4)吸收效率高。 .結(jié)果與討論圖 共摻雜樣品與商業(yè)粉LNO對比的發(fā)射光譜圖 特點：(1)外形類似(2)峰強接近(3)發(fā)光效率高。(4)半峰寬略有差別。 .

8、結(jié)果與討論圖 共摻雜樣品與商業(yè)粉LNO對比的發(fā)射光譜圖 特點：(1)外形類似(2)峰強稍有差距(3) Sr2.91SiO5:0.03Eu2+: 0.03Yb3+與商業(yè)粉LNO發(fā)光強度很接近。.結(jié)果與討論 圖 共摻雜樣品與商業(yè)粉YAG對比的發(fā)射光譜圖 特點：(1)峰形相異(2)峰值位置不同，強度也不同(3) Sr2.91SiO5:0.03Eu2+: 0.03Yb3+比商業(yè)粉YAG發(fā)光強度更高。.結(jié)果與討論.結(jié) 論 1、在較低溫度灼燒得到的樣品存在雜相，當燒結(jié)溫度在1550附近時，所得樣品為純相，樣品的發(fā)光性能較好。 2、在Sr3-xSiO5:xEu2+實驗中，改動Eu2+的摻雜濃度x值，在155

9、0下燒結(jié)后，經(jīng)過XRD數(shù)據(jù)分析闡明，所燒結(jié)樣品均為Sr3SiO5純相；經(jīng)過熒光光譜數(shù)據(jù)分析闡明，樣品中Eu2+的臨界猝滅濃度為0.03。 3、在Sr2.91SiO5:0.03Eu2+:0.03M3+(M=Dy、Nb、Yb、 Sm、Tm等)實驗中，Sr2.91SiO5:0.03Eu2+:0.03Yb3+發(fā)光性能最好，已接近商業(yè)粉程度；Sr2.91SiO5:0.03Eu2+:0.03Dy3+ 余輝較長。 4、在Sr3-x-2ySiO5:xEu2+:yDy3+ 實驗中，改動Eu2+與Dy3+的濃度比例，所得Sr2.93SiO5:0.01Eu2+:0.03Dy3+的余輝時間最長。 5、在1550下合成的一切樣品發(fā)射光譜主峰位置在575nm左右，激發(fā)光譜峰位于275n