《溶膠-凝膠法製備稀土離子摻雜氯矽酸鈣及其性能最佳化》是依託河北大學，由李旭擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：溶膠-凝膠法製備稀土離子摻雜氯矽酸鈣及其性能最佳化
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李旭
- 依託單位：河北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
研製新型可被近紫外激發的白光LED用螢光粉對於提高LED的發光效率和穩定性具有重要的科學意義和實用價值。本項目擬採用溶膠-凝膠法製備出系列稀土離子摻雜的氯矽酸鈣螢光材料。通過對樣品組分、形貌、激發光譜、發射光譜、螢光壽命和量子效率等的測量，研究基質組分、激活劑及絡合劑種類、反應溶液PH值、燒結溫度等條件對螢光粉發光性能及相關色溫、顯色指數等色參數的影響；利用第一性原理方法計算不同基質組分的電子能帶結構、態密度等，研究基質組分的改變對發光性能的影響。項目預期探索出溶膠-凝膠法製備氯矽酸鈣螢光材料的最佳工藝條件，製備色純度好、量子效率高、穩定性好、粒度分布較窄、形貌規整的發光材料，揭示激活劑在基質中的占位、共激活劑間的能量傳遞機理以及基質組分與螢光粉發光性能之間的關係。本項目對於改進發光材料的製備工藝，提高白光LED器件的效率，完善稀土離子摻雜氯矽酸鹽螢光材料的發光機理具有重要的學術意義。
結題摘要
本課題通過溶膠凝膠法製備了稀土離子Sm3+, Dy3+及Eu2+摻雜Ca3SiO4Cl2螢光粉，測試了螢光粉的激發光譜和發射光譜。結果表明這些螢光粉在紫外激發下可以發出較好的藍色、黃色及紅色光。研究了不同激活劑濃度對螢光粉發光性能的影響，得到了最佳摻雜濃度，並分析了濃度猝滅機理。通過最佳化過程條件、使用不同助熔劑和電荷補償劑改善了樣品的發光性能。得到了溶膠凝膠法製備氯矽酸鹽螢光粉的最佳條件。通過第一性原理計算了基質材料的能帶結構、態密度，解釋了不同基質材料的電子結構。在此基礎上，利用溶膠凝膠法製備了Ba5SiO4Cl6:Eu2+螢光粉，並通過Ca2+和Sr2+離子替代Ba2+離子，研究了基質替代對螢光粉發光性能的影響。利用溶膠凝膠法製備了Sr2SiO4:Eu2+螢光粉，研究了不同粒徑與結構和發光的關係。利用水熱法製備了Eu3+離子激活的Sr3Al2O6螢光粉並測試了其發光性能，得到了水熱法製備螢光粉的工藝條件。通過本課題的研究，完善了溶膠凝膠法等濕化學法製備螢光粉的工藝條件，並對第一性原理對基質材料的電子性質計算進行了初步探索，為螢光粉基質材料的電學性質研究有一定的指導意義。
