新型近紫外光激发的碱土金属铝酸盐红色荧光粉发光性能研究

白光LED（light-emitting diodes）固态照明由于其具有节能、使用电压低、光效高、稳定性好、对环境友好等优点被予为新一代绿光固态照明光源。商业化的白光LED一般通过LED芯片激发无机荧光粉来获得。随着近紫外光LED芯片的出现，当前的三基色荧光粉已不能满足要求。相比于蓝粉、绿粉，红粉的发光效率更低。如何提高红色荧光粉的发光效率，开发具有商业应用价值的近紫外光LED用红色荧光粉，已成为当今科研工作者们一个重要的研究课题。故本项目提出研究新型、近紫外光激发的红色荧光粉，开发具有自主知识产权的近紫外光LED芯片用红色荧光粉。主要研究内容：（1）设计并合成新型碱土金属铝酸盐掺Eu2+系列荧光粉，研究其发光性能；（2）利用Ce3+来敏化Eu2+，提高碱土金属铝酸盐荧光粉的发光效率，并研究其能量传递原理；（3）红色荧光粉在近紫外光LED芯片上的发光性能研究。

当前白光LED（light-emitting diodes）用荧光粉中，红粉的发光效率相比于蓝粉、绿粉更低，因此我们提出研究新型近紫外光激发的红色荧光粉，开发具有自主知识产权的近紫外光LED芯片用红色荧光粉。主要研究内容及重要结论如下：.（1）设计并合成碱土金属铝酸盐Sr3Al2O6基质，并且通过X-射线粉末衍射确定此类碱土金属铝酸盐基质的最优烧结温度为1000 ℃，较之前所报道的制备方法更加低耗环保。.（2）在1000℃下我们合成出Sr3Al2O6:Eu2+系列红荧光粉，研究了它们的结构、室温发光性能以及变温光谱性质；当Eu2+的掺杂浓度为10 %时，样品的激发和发射峰强度最大。在紫外光激发下，样品具有很强的红光发射（最强发射峰位于~ 610 nm）。随后我们研究了此类荧光粉的变温光谱性质。当样品在100 ℃下，其发射强度约为室温下发射强度的65 %，与目前已商业化的黄色荧光粉Y3Al5O12:Ce3+（YAG）在100 oC时的发射强度（50%）相比，本课题组所合成的样品热猝灭效果更好。.（3）我们共掺如Dy3+ 、Bi3+、Ce3+等金属离子，来提高此类红色荧光粉的发光性能，为提高Sr3Al2O6: Eu2发光亮度和余辉探究提供参考。.（4）通过引入S2-、Cl-等阴离子来部分取代O的格位对Sr3Al2O6的结构进行微调，从而改善其发光性能。发现S粉的引入使样品发射强度远远高于未掺S粉的，当S2-含量为5%时样品发射强度最强。Cl-的引入导致样品的晶体结构发生改变，样品的最强发射位于~600 nm，发橙色光，相对于Sr3Al2O6:Eu2+，出现了蓝移。.（5）我们将所合成出的红色荧光粉与近紫外光（~ 395 nm）InGaN芯片进行组装，制备出单一红色LED，并研究此类荧光粉在近紫外光LED芯片上的发光性能。在20 mA电流激发下，样品具有很强的红光发射，证明这些荧光粉具有一定的实用价值和应用前景。.本项目实施过程中严格按照项目的计划进行并超额完成项目所制定的目标。目前以第一作者或通讯作者发表SCI论文5篇，EI论文2篇，国内一般期刊论文2篇，申请发明专利1项，参加国内学术会议10人次，指导硕士研究生9名，其中3名已顺利毕业。