【摘 要】
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稀土掺杂氮化物荧光粉通常具有物理化学性质稳定、发光强度高、抗热猝灭性能好等诸多优点。本论文主要研究稀土掺杂氮化物荧光粉的光致发光和长余辉发光性能。通过研究长余辉机理和陷阱能级计算方法,指导组分和结构设计,从而调控长余辉发光性能。同时基于电荷迁移带的研究筛选出适合Yb3+掺杂的氮化物,实现低电荷迁移带能量激发的近红外发光,以满足不同应用领域的应用需求。本论文的主要研究工作如下:（1）提出了用于计算陷
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稀土掺杂氮化物荧光粉通常具有物理化学性质稳定、发光强度高、抗热猝灭性能好等诸多优点。本论文主要研究稀土掺杂氮化物荧光粉的光致发光和长余辉发光性能。通过研究长余辉机理和陷阱能级计算方法,指导组分和结构设计,从而调控长余辉发光性能。同时基于电荷迁移带的研究筛选出适合Yb3+掺杂的氮化物,实现低电荷迁移带能量激发的近红外发光,以满足不同应用领域的应用需求。本论文的主要研究工作如下:（1）提出了用于计算陷阱能级的改进峰位法。通过理论推导和数值分析,获得了包含升温速率β的陷阱能级计算公式E=（-0.941n β+30.09）×kTm。与传统峰位法的Tm/500相比,改进峰位法在兼具简单通用性的基础上进一步提升了其准确性。（2）研究了红色氮化物荧光粉SrLiAl3N4:Eu2+的长余辉和光激励发光特性。通过热释光谱分析表明其长余辉发光主要源于其浅陷阱（0.47 eV）,光激励发光主要源于其深陷阱（0.81 eV）。借助热释光激发光谱和电子结构图,阐明了长余辉和光激励发光机理。借助密度泛函理论（DFT）计算推测其陷阱源于氮空位。借助带隙工程和陷阱工程调控其长余辉发光性能,通过共掺杂Tm3+产生一个在350K左右的新热释光峰,从而提升了余辉时间。（3）制备了黄色长余辉氮化物荧光粉SrYSi4N7:Eu2+。系统研究了 Eu2+掺杂浓度对该荧光粉的长余辉性能的影响。研究表明Eu2+的最佳掺杂浓度为0.1%。通过热释光激发光谱分析和电子结构图的构筑,阐明了长余辉发光机理,并利用陷阱工程调控其长余辉发光性能。（4）设计并制备了低电荷迁移带能量激发的近红外氮化物荧光粉La3Si6N11:Yb3+。该材料的激发波长范围为250～500 nm,Yb3+的最佳掺杂浓度为2%,发射峰位于983 nm左右,半高宽约为13 nm。该荧光粉具有较好的热稳定性,其热猝灭温度约为470 K。构筑了该材料的电子结构图。与紫外芯片复合封装得到近红外pc-LED器件,并展示其应用。
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