铕掺杂锗酸铋红光LED材料的制备与发光性能(2)
3.2.1 Bi12GeO20：Eu3+、Ti4+ XRD图谱 20
3.2.2 Bi12GeO20：Eu3+、Ti4+的激发和发射图谱 .. 21
3.2.3 Ti4+的掺杂浓度对 Bi12GeO20：Eu3+、Ti4+发光性能的影响 24
第四章总结与展望 27
致 谢 . 28
参考文献 .. 29
第一章 绪论
1.1 稀土发光材料概述 稀土元素一共包括17 个元素，分别是钪、钇和 15个镧系元素。这些元素可以用来当作发光材料的基质部分，而且还可以在发光材料中当作激活剂来使用。 稀土发光材料定义 大多数稀土基荧光粉是无机化合物，也有少数是有机的。这些材料构成的基体，其中稀土离子取代一些阳离子。取代率一般较低，在 10％以下。 大多数稀土离子接受来自一个大范围的配位数（CN）的6（八面体）至 12（十二面体）根据它们的离子半径。最大的是 La3+（1.36Å,CN=12），最小的是 Lu3+（0.86Å,CN=6）。因此，该矩阵的性质很宽：氧化物，磷酸盐，硼酸盐，硅酸盐，氮化物和硫化物。为了管理稀土替代，矩阵组成阳离子具有相似的离子半径为镧系元素。[1-3] 1.2 发光机理 发光过程是指物质受激发吸收了光能或者电能，使其从基态跃迁到激发态，然后回到能量更低的基态。 发生了这个过程之后，物质多出来的一部分能量或者全部能量会用光的形式释放出多余的能量。这种物质我们称之为发光物质。 大多数的物质在外界作用下是不会发光的，在并不会发光的物质中加入稀土元素，它受到激发吸收能量后发光。稀土元素在其中充当激活集的作用。 稀土发光材料的发光特性 稀土发光材料用不同的激发方式可以分为光致发光（光的照射） 、阴极射线发光（高能电子束的轰击） 、电致发光（气体放电或固体受电场作用） 、放射性发光（核辐射的照射） 、X射线发光（X射线的照射） 、摩擦发光（机械压力） 、化学发光（化学反应）和生物发光（生物过程）等。[4-10]电致发光灯：LED灯具是基于光的，从一个半导体（SC）下的发射外加电压的物理现象，自1907年以来已知的，是以下内容,在足够的电压，从 SC价电子被激发到导带。弛豫过程引起光子发射，具有波长差距接近于 SC（2.7 电子伏特的蓝，以2伏特的红色）。 第一个红色LED是基于砷化镓在 1962年Holonyak 发明的。自那以后做出许多改进， 在铟氮化稼基础上，在1994 年发现高效率的蓝色发光二极管被发现。这些 LED在发现早期应用在小工具设备上，直到二十一世纪早期。 但蓝色芯片的发现使得在照明中使用的发光二极管，或者通过的红色和绿色混合，蓝色的芯片或组合而成的蓝色芯片有黄色荧光体，以及在某些情况下，有红色荧光体。这些被称为pc-LED（荧光体转换的 LED）。荧光体是基于稀土化合物。先前的图片显示三个颜色蓝色，红色和绿色单色 LED（第一个）和PC-LED（第二个），两者都能够得到白色发光。 主要的优点是非常低的电力消耗。如今，这种技术商业化用于家居照明，还是价格较高，而且正在进入专业照明，在 LED管的形状。现在主要的挑战在于管理光方向性，热量管理和降低成本的这些设备。进步正在不断进行。在 2020年，这种技术有望占据主导地位。 下一代可能会遇到OLED 技术的出现（有机发光二极管），其中所述无机的 SC所取代的有机层。它应该提供重量轻，适形的，并且半透明的设备。
1.3 Eu3+，最常见的红色发光体
1.3.1 排放性能 该Eu3+离子是主要的红色发光掺杂剂用于显示器和照明装置。该主要的发射线（禁止4f-4f发过渡），位于 550之间750纳米，主要是由于该 5D0→7FJ过渡。由于它的超敏到基质的对称性时，发射颜色从橙色变化（YBO3，在 585 nm的主发射），以深红色 Y2O2S（627nm处主波长发射）。许多学术科学家正在使用 Eu3+的这一特性离子作为本地探针确定给定的结构的对称性。 在20世纪60年代， Eu3+基于荧光粉被普遍采用的电视世界CRT显示器先用(Y， Eu)VO4，然后用(Y，Eu)2O2S。 如今，(Y，Eu)2O3是最常见的，因为红色 5D0→7F2（610纳米）过渡完全占主导地位的发射光谱给予该荧光粉特殊的红色纯度。这条红线与 NTSC标准完全符合电视的色彩。