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白光LED用Zn~(2+)/Mn~(4+):YAG以及CsPbX_3(X=Br,I)玻璃的制备及光电性质研究

【摘要】:白光LED具有体积小、高效、节能环保、寿命长等优点,已经成为新一代的照明光源。蓝光芯片激发黄色荧光粉已经成为目前常用实现白光的方式。荧光材料作为白光LED的核心材料,直接影响器件的性能,然而上述实现白光的方式存在着有机封装材料在长时间的高温工作环境中容易老化以及光谱中缺乏红光成分难以实现暖白光发射等缺点。因此,研发高稳定性、高性能的荧光材料对提升白光LED器件的性能极其重要。本论文采用高温固相法以及一步低温共烧法和熔融淬火以及热处理析晶法制备了Mn~(4+)/Zn~(2+):YAG荧光粉、Mn~(4+)/Zn~(2+):YAG微晶玻璃和CsPbBr_xI_(3-x)纳米晶玻璃,通过一系列的测试手段对这些材料的结构和发光性能进行了研究。本文的研究内容分为以下两个部分:1.采用高温固相法合成了一种无稀土的Mn~(4+)激活的Mn~(4+):Y_3Al_5O_(12)氧化物红色荧光粉,探究了反应温度以及Mn~(4+)浓度、Zn~(2+)对其发光性能的影响。荧光光谱结果表明该荧光粉在478 nm激发的时候在672 nm具有强烈的红色荧光;根据实验测量的光谱数据,计算了晶体场强度(Dq)和Racah参数B和C。Zn~(2+)掺杂增强了Mn~(4+):YAG红色荧光粉的发光性能,并研究了其增强发光性能的机理。随后通过一步低温共烧技术成功制备了Mn~(4+)/Zn~(2+):YAG微晶玻璃,展现了优异的热稳定性。最后通过将Mn~(4+)/Zn~(2+):YAG微晶玻璃和Ce~(3+):LuAG微晶玻璃与蓝光芯片结合成功构建了一系列可调的发光器件。2.用熔融和热处理法制备了一系列CsPbBr_xI_(3-x) NCs玻璃,通过XRD、TEM等测试手段验证了CsPbBr_xI_(3-x) NCs确实在玻璃基质中成功地析出。荧光光谱数据表明制备的CsPbBr_xI_(3-x) NCs玻璃继承了胶体钙钛矿纳米晶优异的发光性能。更重要的是,CsPbBr_xI_(3-x) NCs对环境条件、水和热具有良好的稳定性,并且能够有效地阻止阴离子交换。最后,将制备的绿光和红光CsPbBr_xI_(3-x) NCs玻璃与InGaN芯片匹配制备了白光LED。

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