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随着白光LED技术的进步和人类对更高照明品质的追求,具有安全健康、色彩还原度和饱和度高、光谱连续性好等特点的全光谱白光LED,受到了行业的广泛关注。近年来报道的SrLu2O4:Ce3+蓝色荧光粉激发主峰与近紫外芯片十分匹配、半高宽宽、热稳定性优异,在全光谱白光LED中具有非常好的应用前景。但是,目前该荧光粉的研究尚不充分,发光机理不明确,特别是激活剂Ce3+占位不明确、光谱未调节、发光效率未优化等。本论文针对这些问题展开了详细研究。采用高温固相法在不同温度合成了 SrLu2O4:Ce3+荧光粉。研究发现,1480≤和1520℃合成的SrLu2O4:Ce3+的激发光谱相对1560≤和1600≤合成的SrLu2O4:Ce3+的激发光谱少一个360 nm的激发峰,同时随合成温度的升高,发射光谱红移,肩峰抬升,发光强度增强。结合晶体结构精修、发光性能表征、晶体场理论分析等方法,综合推断出:在相对较低合成温度(1480℃和1520℃)下,激活剂Ce3+只占Sr2+格位,在而相对高合成温度(1560℃和1600℃)下,激活剂Ce3+占据Sr2+和Lu3+两个格位。系统研究了SrLu2O4:Ce3+荧光粉的发光性能。研究发现,该荧光粉在250-430nm区域高效激发,发射范围覆盖420-600 nm区域,发射峰值波长为459 nm,半高宽约为90nm。随着Ce3+离子浓度的增加发光强度先增加后降低,Ce3+最佳掺杂摩尔浓度为0.15%,之后发生浓度淬灭,浓度淬灭机制为电偶极子-电偶极子交互作用。该荧光粉在150℃时外量子效率仍保持室温的84.3%,温度特性明显优于现有商用蓝荧光粉。研究了碱土金属阳离子Ca2+替换Sr2+时,Sr1-xCaxLu2O4:Ce3+(jx=0-1.0)荧光粉的晶体结构和发光性能的变化规律。晶体结构分析显示,Sr/Ca在该体系中可以完全互溶。随着Ca2+逐渐替换Sr2+,Sr1-xCaxLu204:Ce3+的晶体场劈裂和斯托克斯位移增大,导致其激发主峰405-420nm的红移、发射光谱459-503 nm的红移。论文重点研究了 0≤x≤0.2时,Sr1-xCaxLu2O4:Ce3+的光色性能,发射光谱发生459-465nm的红移,当x=0.2时,荧光粉的发光强度相比SrLu2O4:Ce3+增强23%,外量子效率提升34.9%,而且得益于热猝灭激活能和带隙宽度的增加,热猝灭性能得到进一步改善(86.2%)。评价了 Sr1-xCaxLu2O4:Ce3+荧光粉的封装应用性能。将Sr1-xCaxLu2O4:Ce3+与β-sialon:Eu2+(绿色)、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+(红色)按适当比例混合涂敷于405 nm近紫外芯片制成白光LED器件,其中使用Sr0.8Ca0.2Lu2O4:Ce3+时可获得比使用SrLu204:Ce3+时更高的流明效率,显色指数略低但均超过95,显示Sr1-xCaxLu2O4:Ce3+在全光谱LED中具有较好的应用潜力。