Mn掺杂MgO.1.8Al2O3富铝尖晶石的合成与荧光性能研究开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

(1)目的及意义

荧光透明陶瓷是一种新兴的无机块体荧光材料,适用于大功率 WLED。目前荧光透明陶瓷的研究主要针对黄光发射的陶瓷荧光体,为保障 WLED 的大功率化同时提高其显色性,需研究绿光或红光发射的荧光透明陶瓷。本研究以MgO#8226;1.8Al2O3透明陶瓷为基体,通过引入不同含量的激活剂Mn2 实现MgO#8226;1.8Al2O3:Mn透明陶瓷荧光功能化,确定Mn2 的最佳掺杂浓度;通过结构解析、光谱及显微结构分析确定Mn2 的占位及配位环境,并对粉体的荧光性能进行表征,建立起MgO#8226;1.8Al2O3:Mn荧光透明陶瓷粉体的组成-结构-性能之间的联系。通过掺杂激活剂Mn2 ,实现MgO#8226;1.8Al2O3透明陶瓷的荧光功能化,为以MgO#8226;1.8Al2O3为基体的荧光透明陶瓷粉体在大功率WLED上的应用打下基础,拓宽MgO#8226;1.8Al2O3透明陶瓷的应用范围。

(2)国内外的研究现状分析

LED作为光源的照明,具有环保、节能、高效、寿命长、易维护等特点,被称为将超越白炽灯、荧光灯和高压气体放电灯的第四代照明光源,是21世纪最具发展前景的高技术领域之一。单芯片荧光粉白光LED转换技术是目前最成熟、最通用的白光LED制备技术,其传统的封装结构,荧光粉与环氧树脂或硅胶混合的胶状物质涂敷在芯片表面,通过荧光粉将芯片发出的短波长的光,部分或全部转化为可见光,最后复合成白光。传统封装结构具有设计简单、易于调控、成本低等优点,但由于传统封装技术采用有机物作为封装材料,而有机物具有低的导热率、差的热稳定性和抗辐射性;因此,在工作过程中芯片产生的热量不断积累将导致有机物的老化,进而削弱器件的发光效率和使用寿命,同时极大地限制LED在大功率方面的使用。

LED封装作为产业链中承上启下的重要一环,是推进半导体照明和显示走向实用化的核心制造技术。只有通过开发低热阻、高光效和高可靠性的LED封装才能实现LED的大功率化。鉴于上述情况,在第五届固态照明国际会议上ShunsukeFujita等人引入的YAG:Ce微晶玻璃荧光体概念[1],美国Rensselaer研究所提出的光子散射萃取技术(ScatteredPhoton Extraction method,SPE)[2];随后2007年8月PhilipsLumileds公司发表了陶瓷荧光板荧光技术(Lumiramic Phosphor Technology)[3]。这些技术与研究都是为了实现LED的无机封装。基于这种理念,后续研究工作者展开了对固体荧光材料的研究,主要基于微晶玻璃和透明陶瓷这两种基体的荧光材料。

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