白光LED用氮化物/氮氧化物荧光粉及其基质的研究

稀土掺杂的氮化物/氮氧化物荧光粉是一种可以被InGaN蓝光芯片直接激发的高效发光材料。其中氮化物/氮氧化物的基质对稀土离子的发光波长、效率起着决定性的作用。本工作采用固相烧结为主、前驱体还原氮化为辅的制备方法，对氮化物/氮氧化物荧光粉及基质进行研究，工作将从以下方面展开：1）对现有氧化物或氮化物的掺杂实现光谱剪裁和发光波长的智能可控；2）开发新的在和缓条件下制备氮化物荧光粉的氮化还原方法；3）通过计算模拟设计,开发新的氮化物/氮氧化物荧光粉基质。建立在原有基质中O/N的掺杂引入机制；以Eu2+ 离子作为光谱探针，揭示物相组成与晶格结构、光学性质之间的关系及变化规律。阐明前驱体法制备氮化物过程中还原氮化的热力学/动力学反应机理，以及粉体的形貌、结晶度影响发光强度的内在关联。并提出在已知结构的基础上，设计新荧光粉基质的设计思路以及有效途径。为开发出高效、高显色、低衰减的荧光粉奠定基础。

稀土掺杂的荧光粉可以被InGaN蓝光芯片直接激发的高效发光材料，应用到显示、照明等多个领域。其中氮化物/氮氧化物的基质对稀土离子的发光波长、效率起着决定性的作用。本工作采用固相烧结为主、前驱体还原氮化为辅的制备方法，对氧化物、氮化物/氮氧化物荧光粉及基质进行研究，工作从以下几个方面展开：通过对现有氧化物或氮化物的掺杂实现光谱剪裁和发光波长的智能可控；在氮化物体系以及硅酸盐体系都得以实现。例如改变氮化物的基质，通过掺杂氧改变激发、发光光谱。在硅酸盐体系中通过加入Ba、Al、Lu等元素使得稀土离子周围的环境变化，晶格劈裂加大，离子价态得到补偿，发光光谱红移，更容易得到高显色的暖白光光谱。开发新的在和缓条件下制备氮化物荧光粉的氮化还原方法；建立在原有基质中O/N的掺杂引入机制；以Eu2+ 离子作为光谱探针，揭示物相组成与晶格结构、光学性质之间的关系及变化规律，在氮化物荧光粉体系中效果更为明显。阐明前驱体法制备氮化物过程中还原氮化的热力学/动力学反应机理，以及粉体的形貌、结晶度影响发光强度的内在关联。本工作还探索了荧光粉在场发射以及太阳能电池方面的应用，使荧光粉在多领域得以广泛应用。