【摘 要】
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在固态照明系统中,荧光粉是调节白色发光二极管（LEDS）发光效率和显色指数的关键材料。荧光粉转换的白色发光二极管（pc-WLEDs）采用黄色荧光粉Y3A15O12:Ce3+（YAG:Ce）和蓝色LED芯片制成,由于其绿色环保、寿命长、节能等优点,引起了人们越来越多的研究兴趣。但是,YAG:Ce的发射范围窄,红色成分不足,其存在显色指数较低（CRI,Ra5000 K）问题
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在固态照明系统中,荧光粉是调节白色发光二极管（LEDS）发光效率和显色指数的关键材料。荧光粉转换的白色发光二极管（pc-WLEDs）采用黄色荧光粉Y3A15O12:Ce3+（YAG:Ce）和蓝色LED芯片制成,由于其绿色环保、寿命长、节能等优点,引起了人们越来越多的研究兴趣。但是,YAG:Ce的发射范围窄,红色成分不足,其存在显色指数较低（CRI,Ra<70）,色温高（CCT,>5000 K）问题。因此开发新型荧光粉将具有及其重要的实际应用意义和理论价值。M5（BO3）3F（M=Ca,Sr）作为一种发光材料基质,具有化学性质稳定、简单的合成工艺,丰富的M离子格位等特点,成为我们研究的重点基质之一。而稀土离子掺杂的无机发光材料常用Eu和Ce离子作为激活剂。本论文中,我们合成了 Eu和Ce离子掺杂的M5（BO3）3F（M=Ca,Sr）发光材料,表征结构,测试发光性质,计算分析稀土离子优先占有格位,研究发光性质与晶体结构关系。主要工作如下:1、Ca5（BO3）3F:Eu3+红色荧光粉的制备、发光性质与晶体结构关系研究。通过高温固相法制备了 Ca5（BO3）3F:Eu3+粉末材料,XRD衍射图谱分析结果表明制备得到了纯的物质,没有其他杂质物质。通过光致发光光谱,研究了 Eu3+在Ca5（BO3）3F中的激发和发射性质。在紫外光激发下,该物质发射红光,激发光谱中具有两个不同的O2-→Eu3+电荷转移宽带峰,分别位于266、283 nm处。环境因子he,环境因子的标准偏差（EFSD）和键能的计算可以推断出Eu3+优先占据Ca1和Ca2格位,与实验测试结果一致。2、通过在空气气氛中的高温固相反应,合成了新型发光材料Sr5（BO3）3F:Eu3+。研究了 Sr5（BO3）3F:Eu3+荧光粉的发光性质和晶体格位占据。经过反复实验,Eu在同样的基质Sr5（BO3）3F中,随机的出现两种独特的发光现象:一种表现为Eu3+在572 nm处异常强的5D0→7F0发射,而另外一种表现为Eu3+在619 nm处的强5D0→7F2发射。根据键能理论计算结果,ΔESu3+-O2-Sr1,ΔESu3+-O2-Sr2和Su3+-O2-Sr3的值非常接近,说明了Eu3+离子占据Sr5（BO3）3F中Sr1,Sr2和Sr3格位的能力相近。3、采用高温固相法在N2-H2还原气氛下制备了 Eu2+/Eu3+和Ce3+/Eu3+共掺杂Sr5（BO3）3F发光材料。这些化合物表现出良好的光致发光性质。Eu2+/Eu3+掺杂Sr5（BO3）3F在376 nm的激发下,Eu3+和Eu2+离子能够产生红橙色双中心发射,其中Eu2+的发射峰位于600 nm左右,Eu3+在红光区的特征发射能够有效改善和调节Eu2+的发光。同时,我们得到了 Ce和Eu离子共掺杂的Sr5（BO3）3F这种可调节的发光材料,它的光谱表现出从蓝色到白色的可调发光特性。证实了从Ce到Eu的能量转移行为。结果显示:Sr5（BO3）3F:Eu3+/Eu2+和 Sr5（BO3）3F:Ce3+/Eu3+荧光粉分别对 LED 植物生长和白光 LED 具有良好的应用前景。
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