氨气氮化法制备白光LED用氮氧化物发光材料及其性质研究

New efficient and stable oxynitride luminescent materials have become one of the research hotspots in white LED. However, the difficulties in the preparation, which usually requires severe conditions such as high temperature and pressure, limited their application and development. Aiming at the above problems, we proposed the soft-chemical methods (sol-gel, hydrothermal/solvothermal, co-precipitation method, etc.) combined with ammonia nitriding at atmospheric pressure and low temperature to synthesize the oxynitride luminescent materials, investigating the influence of different methods for preparing the precursors at different ammonia nitriding conditions (such as temperature, gas flow rate and nitriding time) on the composition of the product and luminescent properties. Moreover, we will also explore the effective method to improve the luminous efficiency and thermal quenching of materials, and discuss the influence of the changes in matrix composition and structure on the luminescent properties of activators in theory, providing a theoretical basis for the development of new materials and laying the foundation for the development of oxynitride luminescent materials to applied in industrial production.

新型高效、稳定的氮氧化物发光材料已逐渐成为白光LED用发光材料的研究热点之一，然而由于材料制备过程氮化反应的困难，合成工艺通常需要高温高压等苛刻条件，从而限制了这类材料的应用和发展。本项目针对氮氧化物类发光材料难以合成、产物尺寸较大等问题，拟采用软化学方法（溶胶凝胶、水热/溶剂热、共沉淀法等）结合氨气氮化在常压较低温度下合成氮氧化物材料，在一定程度上实现材料的控制合成，研究不同方法制备的前躯体在氨气氮化过程中温度、气体流量、氮化时间与产物组成，发光性能的内在关系，探讨改善材料发光效率、热猝灭性等应用性能的有效途径；并结合晶场光谱理论，从理论上讨论基质成分与结构改变时对激活离子发光性质的影响，为新材料开发提供依据，在此基础上优化制备条件，为新型氮氧化物发光材料开发及尽快实现其工业生产和实际应用奠定基础。

新型高效、稳定的发光材料已逐渐成为白光LED用发光材料的研究热点。一方面，氮氧化物材料作为发光材料的良好基质，由于制备过程困难，合成工艺通常需要高温高压等苛刻条件，限制了这类材料的应用和发展。另一方面，随着LED技术的发展，开发新型高性能的发光材料成为迫切需求。在本项目的资助下，我们针对氮氧化物类发光材料难以合成、产物尺寸较大等问题，采用软化学方法（溶胶凝胶、水热）结合氨气氮化在常压较低温度下合成氮氧化物材料，在一定程度上实现材料的控制合成，同时利用能量传递，阴阳离子取代等方法，探讨改善材料发光效率、热猝灭性等应用性能的有效途径；并结合晶体场光谱理论，从理论上讨论基质成分与结构改变时对激活离子发光性质的影响。在整个项目执行期间，共计发表SCI论文30篇，参加国内外会议并做报告12次，申请授权发明专利3项，完成了项目的预期研究目标。