《鑭系矽氧氮化物螢光材料的晶體結構和發光特性》是依託河北大學，由魯法春擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鑭系矽氧氮化物螢光材料的晶體結構和發光特性
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：魯法春
- 依託單位：河北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鑭系矽氧氮化合物種類豐富，能為稀土離子提供豐富的摻雜環境。摻雜稀土離子後，該類化合物可被紫外、紫光或藍光LED有效激發，並高效發射藍光、綠光或紅光，可作為螢光轉換材料套用於白光LED照明中。但至目前為止，在該類化合物中，僅有少量化合物的晶體結構和發光性能得到了研究。制約人們對該類螢光材料進行研究的主要原因是該類螢光材料需要較高的製備條件，且某些化合物的晶體結構解析存在困難。在本課題中，我們擬採用高溫氮化法製備該類螢光材料，並使用Rietveld結構精修技術對該類螢光材料的晶體結構進行解析。結合晶體結構解析結果，我們將對該類螢光材料的激發和發射光譜、晶場劈裂、能量傳遞、溫度猝滅等發光特性和發光機理進行深入研究。我們的目的是製備一類能適用於白光LED照明的新型螢光材料，闡明稀土離子在該類螢光材料中的發光機理，揭示該類螢光材料中晶體結構對其發光性能的影響規律。
結題摘要
該項目主要對鑭系矽氧氮化合物（Ln-Si-O-N）螢光材料的晶體結構和發光物性進行全面探索和研究，研究重點在於發現新的鑭系化合物並求解結構、製備一種或數種新穎的能適用於白光LED照明及其他套用的螢光材料、對稀土發光離子在該類化合物中的占位和特有發光物性進行解析和研究。受本基金資助，主要開展了以下研究內容：（1）對Ln-Si-O-N（Ln=Y，La，Ce，Gd，Lu等）相圖中可能存在的化合物進行了搜尋和製備，發現了部分新的化合物並求解結構；（2）製備了系列Ce3+、Eu2+、Tb3+、Yb2+等稀土離子激活的Ln-Si-O-N螢光材料，對其激發發射光譜、晶體學占位與發光中心、光譜學性能演化、能量轉移傳遞機理等光學性能進行了研究；（3）晶體結構分析和發光性能分析相結合，對稀土離子在該類化合物中的發光機理進行了闡釋和研究；（4）還開展了矽酸鹽、磷酸鹽等其他化合物螢光材料的製備和發光性能研究工作。代表性研究成果有：（1）在Gd-Si-O-N相圖中發現新相Gd5Si3O12N，通過Rietveld粉末精修方法獲得了Gd5Si3O12N的晶體結構參數，該成果將更新研究者對Ln-Si-O-N化合物物相存在和晶體結構的認識，促進Ln-Si-O-N系中系列新化合物的發現和研究；（2）在La5Si3O12N中+3價La3+離子格位實現了穩態的+2價Eu2+離子發光，至目前Eu2+離子在Ln-Si-O-N化合物中的發光研究報導較少見，該研究具有一定的突破意義，將直接推動Ln-Si-O-N系化合物中大量新的Eu2+離子激活螢光材料的發現和製備；（3）對Ln-Si-O-N系中Y4Si2O7N2、Y2Si3O3N4、Y5Si3O12N、Lu4Si2O7N2及M-Si-Al-O系中Sr2Al2SiO7、CaAl2Si2O8等化合物的晶體結構進行了精修和修正，取得了一些新的結構參數，更新了部分前人的研究結果，全面論述了Ce3+、Eu2+等發光離子在這些化合物中的晶體學占位和該化合物特有發光物性之間的關係，對Tb3+等線狀發射稀土離子在Ln-Si-O-N化合物中的交叉弛豫現象和輻射機理進行了研究等。
