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白光LED作为一种新型高效节能的光源具有光源尺寸小、耗电量低、寿命长、亮度高等特点受到了广泛关注。传统实现白光LED的方案中,蓝光激发的YAG:Ce3+黄色荧光粉是一种已商业化的、且较为常用的荧光粉。但利用这种方案制成的LED因其红光成分偏低,色温偏高,所以就需要添加额外的红色荧光粉加以改善,但由于不同基质的荧光粉间会发生相互作用,进而会影响稀土离子的发光效率。因此合成一种红光成分高于YAG: Ce3+黄色荧光粉的单基质荧光粉成为我们研究的方向。 本文采用化学沉淀法分别合成了单掺Tb3+的CaMoO4荧光粉,Tb3+的掺杂浓度分别为2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%;Tb3+,Eu3+共掺杂的CaMoO4荧光粉,其中Tb3+的掺杂浓度为5%,Eu3+的掺杂浓度分别为0、0.3%、0.5%、1%、3%、5%、7%、10%;Eu3+掺杂浓度为10%的CaMoO4荧光粉;Tb3+,Sm3+共掺杂的CaMoO4荧光粉,其中Tb3+的掺杂浓度为5%,Sm3+的掺杂浓度分别为0、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%。通过X射线衍射仪(XRD)以及场发射扫描电镜(FE-SEM)对各样品的晶体结构和形貌进行表征,通过XRD测试结果与标准PDF卡片比对,表明我们制备的样品为体心四方相的白钨矿结构,通过扫描电镜照片看出晶粒分布均匀,粒径约为1μm,这种小粒径且分布均匀的荧光粉对于LED的封装以及荧光粉的涂覆工艺都会起到积极的作用。通过对Tb3+掺杂的CaMoO4荧光粉的发射光谱进行分析,发现当Tb3+掺杂浓度为5%时,486nm激发下样品中Tb3+的5D4→7F5的发光强度最强。因此在后续的共掺杂实验中选择Tb3+掺杂浓度为5%.利用Tb3+,Eu3+共掺杂CaMoO4合成一种单一基质的黄色荧光粉,并且可以通过调节Tb3+和Eu3+的掺杂比例使得荧光粉发光颜色从绿色到红色转变,当Eu3+掺杂浓度为1%,Tb3+的掺杂浓度为5%时,样品的色坐标(0.466,0.524)与YAG:Ce(0.461,0.525)非常接近,并且可以弥补 YAG: Ce黄色荧光粉红光成分偏低的缺点。测量了 CaMoO4荧光粉的光致发光光谱和荧光衰减曲线,发现了Tb3+到Eu3+以及Tb3+到Sm3+存在着能量传递,计算了能量传递速率和能量传递效率,判断了稀土离子 Tb3+到 Eu3+以及 Tb3+到Sm3+的能量传递类型为电偶极—电偶极相互作用。当 Tb3+掺杂浓度为5%,Sm3+掺杂浓度为0.1%时,CaMoO4荧光粉的发光颜色随激发波长变化最为明显,此掺杂浓度的荧光粉有潜力应用在防伪技术领域。 本研究主要内容包括:⑴采用沉淀的方法制备样品,与其他合成方法相比具有合成周期短、操作简单、省时、制备的样品分布均匀等优点。⑵当Tb3+的掺杂浓度为5%时,Eu3+的掺杂浓度为1%时,荧光粉在486 nm激发下的色坐标值为(0.466,0.524),这与YAG:Ce荧光粉的色坐标(0.461,0.525)非常接近,这可以改善白光 LED产生的白光色彩还原性较差的缺点,增加白光LED中的红光成分。⑶通过比较掺杂10% Eu3+和掺杂5% Tb3+,10% Eu3+共掺杂的荧光粉中Eu3+的发射强度,发现Tb3+的引入会增强Eu3+的发光强度,改善了荧光粉的发光性能,通过对激发光谱发光强度的对比发现,Tb3+的引入可以使 Eu3+发光强度增加近50%。⑷当Tb3+掺杂浓度为5%,Sm3+掺杂浓度为0.1%时,荧光粉分别在274 nm、378 nm和405 nm激发下的色坐标的标准差最大,说明此掺杂浓度下的荧光粉的颜色随激发波长变化最明显,表明此掺杂浓度下的荧光粉可能应用于防伪技术领域。