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

（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。