微波場對用于紅藍光LED籠狀熒光球的形貌演變和能量傳遞規(guī)律的影響.pdf

1、隨大功率LED器件的廣泛應用，LED照明技術(shù)對熒光材料的性能要求從體系、成分到尺寸、形貌、結(jié)晶度以及材料合成方法上都有進一步的提高。一定尺寸分布的籠狀結(jié)構(gòu)熒光材料顆粒不僅對熒光材料的發(fā)光有一定的增強作用，而且有利于熒光材料的后續(xù)加工封裝。微波能材料制備合成技術(shù)具有節(jié)能、溫度均勻、速度快、易于控制、節(jié)能高效，無污染等優(yōu)點成為熒光材料量產(chǎn)新技術(shù)。
　　 本文研究了一種應用于植物生長的生態(tài)LED特種照明且具有熒光增強效應的微米、納米和

2、介孔多尺度的自組裝籠狀結(jié)構(gòu)熒光顆粒材料，重點研究了在2.45GHz微波場作用下的熱和非熱效應對籠狀形貌演化和對熒光材料中發(fā)光離子之間的能量傳遞的影響規(guī)律，對微波場對Eu-Mn之間的能量傳遞機制及其發(fā)光的影響提出了新觀點。主要成果如下:
　　 1.實現(xiàn)了單基質(zhì)相的(BaSr)3MgSi2O8∶Eu，Mn熒光材料，該熒光材料具有同步發(fā)射660納米紅光和430納米藍光的光合有效光譜特征，紅光和藍光的半高寬分別為75nm和30nm;具有

3、熒光增強效應的籠狀結(jié)構(gòu)熒光顆粒，顆粒大小為15μm左右;認為由這些多尺度結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的籠狀微球通過表面減少反射，內(nèi)壁多次反射吸收等環(huán)節(jié)，提高了捕光和光轉(zhuǎn)換效率。
　　 2.總結(jié)了微波加熱作用下(BaSr)3MgSi2O8∶Eu，Mn熒光材料顆粒的形貌演化機制。通過對熱重/差熱圖譜、XRD、SEM、漫反射光譜以及發(fā)光光譜的分析，發(fā)現(xiàn)在形成籠狀結(jié)構(gòu)形貌時，起關(guān)鍵作用的是硝酸鹽分解產(chǎn)生的氣體，當氣體產(chǎn)生的速度和在球形顆粒內(nèi)的排出速度以

4、及已分解氧化物的擴散速度之比相近時最有利于籠狀形貌的形成。
　　 3.提出了微波電磁場對(BaSr)3Mg0.9Si2O8∶Eu，Mn熒光材料中Eu-Mn之間的能量傳遞擾動的微波非熱效應的新觀點。在變動微波功率條件下，通過對(BaSr)3MgSi2O8∶Eu，Mn熒光材料的發(fā)射光譜分析以及晶體場中Eu2+和Mn2+的光譜性質(zhì)研究，得出造成紅光增強的原因可能有兩種:一是Mn2+的強順磁性使得n2+在微波磁場的作用下能級劈裂增強，進

5、而導致Mn2+的發(fā)射增強;二是微波加熱的非熱效應使基質(zhì)晶格當中離子的占位更接近理想的狀態(tài)，促進稀土離子的激發(fā)與發(fā)射，同時還會造成Eu2+的吸收和傳遞給Mn2+的能量增強。
　　 綜上，本文關(guān)于微波能的熱和非熱效應對稀土離子摻雜的含鎂硅基熒光材料的顆粒形貌演化和能量傳遞影響的研究，特別是關(guān)于電磁場對基于Mn離子橙紅光發(fā)射的基質(zhì)晶格中發(fā)光中心之間能量傳遞擾動的新觀點，不僅對認識熒光材料發(fā)光中心之間的能量傳遞機制具有學術(shù)價值，也對發(fā)展