摻Mn 4+ 紅色熒光粉玻璃的制備與發(fā)光性質(zhì)
發(fā)布時間：2020-12-05 17:29
植物照明用LED的研究和開發(fā)受到越來越多的關(guān)注。傳統(tǒng)LED的封裝過程使用的有機(jī)樹脂熱穩(wěn)定性差、導(dǎo)熱性差及易受紫外氧化,導(dǎo)致LED器件色坐標(biāo)飄移、發(fā)光效率降低、使用壽命縮短。熒光粉玻璃（phosphor-in-glass,PiG）被認(rèn)為是一種有機(jī)樹脂可行的替換材料。Pi G可通過將熒光粉和玻璃粉末的混合物在800°C以下燒結(jié)制備,不僅具有玻璃的高透性、強(qiáng)機(jī)械性,還能保持熒光粉的發(fā)光性能。本論文中,我們首先通過傳統(tǒng)高溫固相法合成Sr2Mg Al22O36:Mn4+(簡稱SMA:Mn4+)、Ca14-xSrxZn6Al10O35:Mn4+(CSZA:Mn4+)、CaAl12O19:Mn4+(CA:Mn4+)、NaLaMgWO6:Mn4+(NLMW:Mn4+)系列熒光粉...
【文章來源】：湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：83 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
（a）光敏色素的吸收光譜；（b）光敏色素的活性
摻Mn4+紅色熒光粉玻璃的制備與發(fā)光性質(zhì)3于Mn4+離子所處的晶體場較弱，在460nm處表現(xiàn)為強(qiáng)吸收，在630nm處為尖峰發(fā)射�？偟膩碚f，Mn4+激活的的熒光材料在紫外/藍(lán)光區(qū)域都有大范圍的吸收，所以Mn4+摻雜的熒光粉常被紫外或者藍(lán)光芯片激發(fā)來封裝LED器件。這些獨特的光學(xué)特性滿足了植物照明燈對理想的紅色熒光粉的要求。因此，許多研究人員致力于開發(fā)Mn4+激活的紅色熒光粉，特別是Mn4+摻雜的氧化物。因為它們可以在較溫和的條件下制備、毒性較低、原料便宜，成本大大降低，所以其具有很大的商業(yè)價值。通過適當(dāng)?shù)馗淖兙w場環(huán)境，Mn4+發(fā)射的光譜位置可以在650-723nm的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，[19-22]使得Mn4+摻雜的氧化物滿足植物生長的不同需求，在植物照明領(lǐng)域應(yīng)用潛力大大提升。圖1-2.3d3體系在八面體場中的Tanabe-Sugano能級圖。[18]Figure1-2.Tanabe–Suganoenergy-leveldiagramfora3d3systeminoctahedralsymmetry.[18]1.2.1.2熒光粉基質(zhì)Mn4+摻雜的紅色氧化物熒光粉中都存在[MO6]，當(dāng)Mn4+進(jìn)入基質(zhì)晶格中時，將占據(jù)半徑和所帶電荷與其相近的八面體位點，形成[MnO6]，從而得到我們想要的紅光或遠(yuǎn)紅光。表1-1列舉了用于植物照明的Mn4+摻雜的氧化物紅色熒光粉，包含鋁酸鹽[23-29]、鎢酸鹽[30-35]、碲酸鹽[36]、鈦酸鹽[37-38]、銻酸鹽[39-44]、鍺酸鹽[45-47]、
碩士學(xué)位論文10圖1-3.絲網(wǎng)印刷工藝的具體過程說明。[129]Figure1-3.Illustrationofscreen-printingprocess.[129]3.帶狀澆注法：將玻璃基質(zhì)、熒光粉、分散劑、粘結(jié)劑和塑性劑溶解在乙醇和二甲苯溶液中制成乳濁液，澆注在厚度為600μm葉片上。所得的PiG條壓在透明玻璃基板上，在高溫下燒結(jié)即可。具體的制備過程如圖1-4所示。[91]這種方法成本低，操作簡單。圖1-4.通過帶狀澆注法制備樣品的流程。[91]Figure1-4.Samplepreparationprocessbytapcastingmethod.[91]4.溶膠-凝膠法：首先將硅膠和熒光粉制備呈溶液，在玻璃基板上涂抹上述所制溶液或者將玻璃基板放入溶液進(jìn)行蘸取，然后選擇適當(dāng)?shù)臏囟冗M(jìn)行燒結(jié)。[130]使用該法制備樣品時，存在以下幾點優(yōu)勢。首先所需溫度較低，減少能量的消耗；其次容易控制樣品成分；最后得到的樣品均勻性良好。但是這種方法也存在一些弊端，比如：機(jī)械/化學(xué)穩(wěn)定性差，殘余碳/羥基對樣品的光學(xué)性能有不利影響，
本文編號：2899822
【文章來源】：湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：83 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
（a）光敏色素的吸收光譜；（b）光敏色素的活性
摻Mn4+紅色熒光粉玻璃的制備與發(fā)光性質(zhì)3于Mn4+離子所處的晶體場較弱，在460nm處表現(xiàn)為強(qiáng)吸收，在630nm處為尖峰發(fā)射�？偟膩碚f，Mn4+激活的的熒光材料在紫外/藍(lán)光區(qū)域都有大范圍的吸收，所以Mn4+摻雜的熒光粉常被紫外或者藍(lán)光芯片激發(fā)來封裝LED器件。這些獨特的光學(xué)特性滿足了植物照明燈對理想的紅色熒光粉的要求。因此，許多研究人員致力于開發(fā)Mn4+激活的紅色熒光粉，特別是Mn4+摻雜的氧化物。因為它們可以在較溫和的條件下制備、毒性較低、原料便宜，成本大大降低，所以其具有很大的商業(yè)價值。通過適當(dāng)?shù)馗淖兙w場環(huán)境，Mn4+發(fā)射的光譜位置可以在650-723nm的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，[19-22]使得Mn4+摻雜的氧化物滿足植物生長的不同需求，在植物照明領(lǐng)域應(yīng)用潛力大大提升。圖1-2.3d3體系在八面體場中的Tanabe-Sugano能級圖。[18]Figure1-2.Tanabe–Suganoenergy-leveldiagramfora3d3systeminoctahedralsymmetry.[18]1.2.1.2熒光粉基質(zhì)Mn4+摻雜的紅色氧化物熒光粉中都存在[MO6]，當(dāng)Mn4+進(jìn)入基質(zhì)晶格中時，將占據(jù)半徑和所帶電荷與其相近的八面體位點，形成[MnO6]，從而得到我們想要的紅光或遠(yuǎn)紅光。表1-1列舉了用于植物照明的Mn4+摻雜的氧化物紅色熒光粉，包含鋁酸鹽[23-29]、鎢酸鹽[30-35]、碲酸鹽[36]、鈦酸鹽[37-38]、銻酸鹽[39-44]、鍺酸鹽[45-47]、
碩士學(xué)位論文10圖1-3.絲網(wǎng)印刷工藝的具體過程說明。[129]Figure1-3.Illustrationofscreen-printingprocess.[129]3.帶狀澆注法：將玻璃基質(zhì)、熒光粉、分散劑、粘結(jié)劑和塑性劑溶解在乙醇和二甲苯溶液中制成乳濁液，澆注在厚度為600μm葉片上。所得的PiG條壓在透明玻璃基板上，在高溫下燒結(jié)即可。具體的制備過程如圖1-4所示。[91]這種方法成本低，操作簡單。圖1-4.通過帶狀澆注法制備樣品的流程。[91]Figure1-4.Samplepreparationprocessbytapcastingmethod.[91]4.溶膠-凝膠法：首先將硅膠和熒光粉制備呈溶液，在玻璃基板上涂抹上述所制溶液或者將玻璃基板放入溶液進(jìn)行蘸取，然后選擇適當(dāng)?shù)臏囟冗M(jìn)行燒結(jié)。[130]使用該法制備樣品時，存在以下幾點優(yōu)勢。首先所需溫度較低，減少能量的消耗；其次容易控制樣品成分；最后得到的樣品均勻性良好。但是這種方法也存在一些弊端，比如：機(jī)械/化學(xué)穩(wěn)定性差，殘余碳/羥基對樣品的光學(xué)性能有不利影響，
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