关键词:
无机发光材料
稀土离子
能量传递
白光LEDs
光学温度传感
摘要:
无机发光材料因其发光效率高、稳定性好等优越的性能而被大量研究,其中稀土发光材料颜色多样、转化率高、性质稳定,在照明显示用白光LEDs和光学测温领域被广泛应用。发光材料作为重要的部件是白光LEDs和光学温度计成功应用的先决条件,因此研发新型发光材料一致为该领域的研究热点之一。在本文中,我们通过传统的高温固相法合成了一系列稀土离子(Ce、Tb、Eu)、Mn和Bi掺杂的磷酸盐和钨酸盐发光体系,详细研究了发光机理,并讨论了其潜在的应用价值。通过高温固相法合成CaLiY(PO):Eu,Mn荧光粉。研究了该样品的晶体结构,并对其发光性质进行表征。荧光光谱显示CaLiY(PO):Eu样品在近紫外光激发下产生宽带发射,肉眼观察为冷白光。利用Eu-Mn离子间的能量传递原理,在CaLiY(PO):Eu,Mn荧光粉中实现了单一基质的暖白光发射。使用单相的CaLiY(PO):Eu,Mn荧光粉和395 nm的InGaN芯片制备了具有更高显色指数(Ra=90.2)和较低色温(CCT=3614 K)的白光LED。在上述工作基础上,通过改变激活离子,设计制备了发光颜色可调的CaLiY(PO):Ce,Tb,Mn蓝-绿-红光材料。通过低温光谱解释了CaLiY(PO):Ce样品中Ce的发光。利用Ce-Tb的能量传递,将CaLiY(PO):Ce,Tb荧光粉的发光颜色从蓝紫色调谐至绿色。三掺杂的CaLiY(PO):Ce,Tb,Mn荧光粉实现了单一基质的暖白光发射,并且其热稳定性良好,经过10次室温-150 C的加热循环,样品仍保持良好的稳定性。证明该荧光粉在白光LEDs有潜在应用。基于Bi-Eu间的能量传递,设计制备了CaMgWO:Bi,Eu发光材料体系。利用拉曼光谱解释了CaMgWO基质的异常黄光发射。通过掺杂Bi,增强了基质的黄光发射。利用Bi,Eu之间的能量传递,将荧光粉的发光颜色从黄色调谐至深红色。测试了CaMgWO:Bi,Eu的变温光谱,Bi、Eu离子显示出优越的温度敏感性,对其机理进行讨论,结果显示,绝对温度敏感性S和相对温度敏感性S的最大值分别为0.961 K(523 K)和8.52%K(323 K)。表明该荧光粉在光学温度传感有潜在应用。