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随着绿色照明工程的实施,以LED为代表的第四代照明光源正逐步被人们所认可和接受。LED具有寿命长、效率更高、颜色多样、易于调控、安全可靠等优点,可以满足人们对照明设备的绿色、节能、环保的要求。在各个领域有着广阔的发展前景。作为影响LED的性能如发光亮度、显色指数、色温及发光寿命的重要因素之一,荧光粉的品质至关重要。目前应用最广泛的是采用蓝色的InGaN芯片和发黄光的YAG:Ce3+荧光粉组合形成白色发光二极管,但是由于光谱中缺少红色成分,使得其具有较低的显色性(CRI,Ra<80)和较高的相关色温(CCT,Tc>5500K),为了解决这一问题,近紫外或紫外光激发的单相可调荧光粉成为了研究的热点。本文中采用高温固相法合成了一系列的不同稀土离子掺杂的单相可调的硅酸盐荧光粉,使用XRD、荧光光谱、荧光寿命、量子效率等对样品进行表征,详细研究了样品的晶体结构、发光性能及基质中的能量传递。主要研究结果如下:(1)采用高温固相法合成了一系列的固溶体荧光粉Ba2Gd2-xYxSi4O13:0.02Eu2+(x=0.0,0.2,0.4,0.6,0.8和1.0),使用X射线衍射法及GSAS精修确定了其单晶晶相。在激发波长为365nm时,样品的发射峰位于503 nm处,表现为绿光发射。随着样品中Y3+离子浓度的增加,发射峰向着短波长方向移动,出现蓝移现象,同时CIE色坐标从绿色区域的(0.2000,0.4525)(x=0)移动至(0.1869,0.3827)(x=1)。样品的热稳定性也随Y3+离子的增加而逐渐减弱,不过Ba2GdYSi4O13:0.02Eu2+依然具有良好的热稳定性。(2)采用高温固相法合成了一系列Ce3+与Eu2+离子单掺和共掺杂的K2Ba7Si16O40荧光粉样品。测定样品的XRD图谱以确定所合成的物质的晶体结构,讨论掺杂离子在基质中格位占据的情况。测量样品的荧光光谱获得其发光区域和最佳掺杂浓度。通过共掺杂样品的荧光寿命和发射光谱确定样品中Ce3+向Eu2+离子能量传递的存在,计算出K2Ba7Si16O40基质中Ce3+向Eu2+离子的能量传递机理属于电偶极-电偶极相互作用引起的共振能量传递,计算出激活剂与敏化剂间的临界距离为25.06??,通过改变Eu2+离子的掺杂浓度,荧光粉的CIE色坐标由(0.16,0.05)变为(0.15,0.27),发光颜色由深蓝色转变为绿色。通过变温度下的发射光谱可以得出荧光粉具有良好的热稳定性,计算其活化能为0.26?eV。(3)采用高温固相法合成了一系列颜色可调的MgY4Si3O13:Ce3+,Tb3+,Eu3+荧光粉。使用X射线衍射法确定晶相,对磷灰石结构的基质中阳离子占位进行讨论,通过对比阳离子的离子半径与价态,占据Y3+离子晶体位置的概率要大于占据Mg2+离子。单掺杂的Ce3+,Tb3+,Eu3+离子在基质中的发光颜色为蓝色、绿色和红色,测定共掺杂的MgY4Si3O13:Ce3+,Tb3+,Eu3+样品的发射光谱和寿命衰减曲线,可以得出基质中存在Ce3+→Tb3+→Eu3+离子的能量传递,计算得其能量传递机制分别为电偶极﹣电四极和电偶极﹣电偶极相互作用。调节样品中Tb3+和Eu3+离子的掺杂浓度,可以实现发光颜色由蓝色到绿色,最终达到白色的变化。其中MgY4Si3O13:0.01 Ce3+,0.10 Tb3+,0.11 Eu3+的色坐标为(0.332,0.364),与白光标准的CIE值(0.33,0.33)尤为接近。本文中所合成的荧光粉拥有较好的发光特性,具有一定的应用前景,并且对于全色单相可调荧光粉的设计与研究具有一定的参考作用。