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本课题是在高效稳定的白光LED用红色荧光粉匮乏的背景下,采用传统的高温固相法合成CaB2O4:Eu、NaZr2(PO4)3:Eu、KZr2(PO4)3:Eu、CaZrO3:Eu、SrZrO3:Eu、BaZrO3:Eu、LaNbO4:Eu、LaNb0.70V0.30O4:Eu、CaNb2O6:Eu、SrNb2O6:Eu和BaNb2O6:Eu十一个体系的红色荧光粉,通过XRD、荧光光谱、SEM等测试手段对这些荧光粉的晶体结构、发光性能及形貌等进行了研究,同时探讨了焙烧温度、激活剂Eu3+、共激活剂Bi3+、助熔剂(Li2CO3、Na2CO3、K2CO3)等因素对样品发光性能的影响,旨在寻找出一两种可能取代现有商用红粉Y2O2S:Eu成为白光LED的候选红色组分。
XRD结果表明,硼酸盐体系、磷酸盐体系、锆酸盐体系、铌酸盐体系分别在900℃、1200℃、1400℃、1200℃时可以得到各自的纯相;SEM照片显示所有体系的颗粒的平均粒径均属于μm级;荧光光谱测试表明,所有体系均显示出了Eu3+的主要特征峰,其中有我们需要的与目前紫外芯片符合的395 nm左右的7F0→5L6跃迁的激发峰和615 nm左右的5D0→7F2受迫磁偶极跃迁的红光发射峰。每个体系都有一个激活剂Eu3+的最佳掺杂浓度,属于浓度猝灭现象;共激活剂Bi3+通过把吸收的能量有效传递给Eu3+对KZr2(PO4)3:Eu、CaNb2O6:Eu和BaNb2O6:Eu三个体系荧光粉的395 nm左右的激发峰起到敏化作用;助熔剂(Li2CO3、Na2CO3、K2CO3)在LaNbO4:Eu和LaNb0.70V0.30O4:Eu的合成过程中起到熔化和溶媒的作用,在保持其晶体结构及组成的同时,降低了合成温度,增强了发光强度。
与实验室自制的红粉Y2O2S:0.05Eu3+比较,在395 nm的近紫外激发下,La0.75NbO4:Eu3+025、La0.70Nb0.70V0.30O4:Eu3+0.30、Ca0.70Nb2O6:Eu3+030荧光粉的红光强度分别是Y2O2S:0.05Eu3+的2.48、1.53、1.48倍,而且基质均比硫氧化物稳定,同时色坐标值分别为(0.658,0.342)、(0.660,0.340)和(0.654、0.348),接近红光的标准色坐标(0.67,0.33),显色指数好,说明 La0.75NbO4:Eu3+0.25、La0.70Nb0.70V0.30O4:Eu3+0.30和Ca0.70Nb2O6:Eu3+0.30荧光粉是可能应用在白光LED上的红色组分。