摘要：磷灰石结构具有结构多样性、可提供多种发光中心格位、容易制备、物理化学性质稳定等特点，常作为发光材料基质。本论文依据磷灰石结构的组成，设计并采用高温固相法合成了一种新型的磷灰石结构Ca5Y3Na2(PO4)5(SiO4)F2，并研究了稀土离子Eu2+和Ce3+掺杂后的发光性能。使用X射线粉末衍射（XRD）确定所合成样品的结构，并利用Maud软件进行结构精修。采用荧光光谱分析所制备样品的发光性能。结果表明，我们所设计的结构为预期的磷灰石结构。Ce3+掺杂后可被紫外光激发，发射蓝紫光；Eu2+掺杂后，可被近紫外光激发，发射蓝光和红光的混合光。从激发光谱的位置，我们可以预测该样品可作为白光发光二极管（LED）用发光材料，结合发射光谱分析，Eu2+掺杂的Ca5Y3Na2(PO4)5(SiO4)F2磷灰石结构发光材料可作为LED植物生长灯用荧光粉的潜力。40038
毕业论文关键词：发光材料；LED；磷灰石结构
Luminescent properties of a novel apatite structure with Ce3+ and Eu2+ doping
Abstract: Apatite structure materials were utilized as luminescence host due to structural persity, with a variety of light emitting cells for the center, easy preparation, stable physical and chemical properties, etc. In this work, we try to design a novel apatite structure material Ca5Y3Na2(PO4)5(SiO4)F2 according to the common characterize of apatite structure, and synthesize the designed material. The luminescent properties of Ce3+ and Eu2+ doped the new apatite material were investigated, too. XRD was utilized to investigate the structure. Maud software was also utilized to determine the detail structure information. The results show that for Ce3+ doped material, it can be excited by ultraviolet light and give ultraviolet-blue light. For Eu2+ doped this material, it can be excited by near ultraviolet light and give blue and red light. According to the excitation spectra, it can be expected that Eu2+ doped this new apatite material can be used as white light emitting diodes (LED) phosphor. In addition, the blue and red light can be used to improve plants’ growing.
Key words：Luminescent material；white light emitting diodes; apatite
目 录
摘 要 1
关键词 1
引 言 1
第一章 绪论 3
第二章 实验部分 6
2.1 高温固相法介绍 6
2.2实验所用仪器及试剂 6
2.3实验基本步骤 8
第三章 结果与讨论 6
3.1 相成分和结构分析 6
3.2 Ca5Y3Na2(PO4)5(SiO4)F2:xEu发光性能分析 8
参考文献 10
致 谢 12
Ce3+/Eu2+掺杂磷灰石结构和发光性能的影响引 言:
稀土发光材料在照明及显示方面具有独特的优势，对照明而言，其具有色彩显色性能好、发光亮度高、使用寿命长等特点而被广泛关注。白光发光二极管(light emitting diodes, 简写LED)较传统的白炽灯和荧光灯而言，具有体积小、节能、环保、发热量低、寿命长等优点而被誉为第四代照明光源[1]。日本日亚公司分别于1993年和1997年成功研制出了蓝光和紫外LED芯片，并于1996年以蓝光LED芯片为基础开发出了白光LED，从而在人类照明史上前进了一大步[2]。目前，LED实现白光的方式主要是由蓝光LED芯片InGaN和钇铝石榴石(Y3Al5O12:Ce3+，简写YAG:Ce)黄色荧光粉组合。这种方法具有制备工艺简单，发光亮度高，目前已经实现商业化应用[3-4]。但是，由于YAG:Ce光谱中缺少红光成分，导致采用这种方式获得的白光为冷白光、显色指数偏低，因此不能满足家庭照明喜欢的暖白光照明，特别是难以应用到一些对显色指数要求高的行业，例如艺术馆、博物馆等行业。针对这一问题，人们提出采用近紫外芯片与三基色荧光粉复合获取白光的方式。但是，目前没有性能稳定的三基色荧光粉，亟需开发新型三基色荧光粉。另外，三基色荧光粉的组合方式使得制备工艺复杂，大大提高了LED的成本；同时，采用三基色粉混合，需要所开发的三基色粉具有相同的热稳定性，相近的密度等，这些使得开发三基色粉的难度大大提高。近年来，研究人员提出用紫外或近紫外LED芯片激发单一基质白光荧光粉的方式获取白光。例如Kim等人利用Eu2+和Mn2+作为共激活剂合成了单一基质Ba3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+白光荧光粉[5-6]；Dhobale等用Dy3+和Sm3+共掺杂Ca2NaMg2V3O12得到近白光荧光粉[7-9]；Li等用Dy3+掺入Sr3Y2(BO3)4和用Ce3+激活LiSrBO3也得到了白色荧光粉[10-12]。上述荧光粉均被成功地应用于白光LED器件的组装中，但是目前性能稳定,效率高的单一基质白色荧光粉仍不多见。随着LED在日常生活中的作用日益增加，开发单一基质白光发光材料已成为白光LED的研究热点之一。 Ce3+/Eu2+掺杂磷灰石结构和发光性能研究:http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_38268.html