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研究生:吳崇維
研究生(外文):Chong-Wei Wu
論文名稱:以溶膠凝膠法製備Ba2SiO4:Eu3+及Ba2SiO4:Eu2+螢光粉及其發光性質之研究
論文名稱(外文):Photoluminescence Characteristic on Ba2SiO4:Eu3+ and Ba2SiO4:Eu2+by sol-gel process
指導教授:徐開鴻
口試委員:陳克紹陳適範唐自標
口試日期:2012-07-04
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:材料科學與工程研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:88
中文關鍵詞:螢光體溶膠凝膠法矽酸鋇
外文關鍵詞:phosphorsol-gel methodBa2SiO4
相關次數:
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本研究利用溶膠凝膠法一次燒成製備Ba2SiO4:Re(Re=Eu3+、Eu2+)螢光體與,探討在不同的製程參數下對其光激發光特性之影響。使用溶膠凝膠法一次燒成製備Ba2SiO4:Eu3+螢光體,改變燒成溫度1100℃~1250℃、改變Eu3+摻雜濃度1 mole% ~ 3 mole%、燒成持溫時間2hr ~ 6hr,以395 nm的波長為激發光源,可以在610 nm處得到最佳的發光強度,得到紅色範圍的578 nm、587 nm、589 nm、594 nm、610 nm、618 nm、651 nm、654 nm、686 nm、701 nm等放射峰,符合5D0→7F0、5D0→7F1、5D0→7F2、5D0→7F3、5D0→7F4等電子遷移。製備Ba2SiO4:Eu2+螢光體在改變燒成溫度為1100℃~1250℃、改變Eu2+摻雜濃度為1 mole% ~ 3 mole%、改變燒成持溫時間為2hr ~ 6hr,以360 nm的波長為激發光源,可以在505 nm處得到較佳發光強度。,符合4f7(8S7/2)→4f6(7Fj)5d1遷移之藍綠光放射。

The research is attempted to synthesize Ba2SiO4:Re(Re=Eu3+、Eu2+) phosphor by using one step fired sol-gel method. Study several controlling factors that could affect the phosphor’s luminescence characteristics, such as firing temperature, firing time, doped with different amounts of the activator.Eu3+ activated Ba2SiO4 phosphors were synthesized at 1150℃~1250℃ for 4 hours~6hours by sol-gel process in a air ambient, doping Eu3+ 1 mole%~3 mole% has the best luminous intensity. The excitation spectrum monitored at 610 nm, obtained the strongest excitation peak at 395 nm, and the emission spectrum excited by 395 nm, showed red light wavelength range that were 578 nm、587 nm、589 nm、594 nm、610 nm、618 nm、651 nm、654 nm、686 nm、701 nm, they were correspond to 5D0→7F0、5D0→7F1、5D0→7F2、5D0→7F3、5D0→7F4 transitions, respectively.Eu2+ activated Ba2SiO4 phosphors were synthesized at 1150℃~1250℃ for 4 hours~6hours by sol-gel process in a reductive atmosphere, doping Eu2+ 1 mole%~3 mole% has the best luminous intensity. The excitation spectrum monitored at 505 nm, obtained the strongest excitation peak at 360 nm, and the emission spectrum excited by 360 nm the emission spectrum excited by 505 nm, showed blue-green emission peak at 505 nm that due to 4f7(8S7/2)→4f6(7Fj)5d1 transition.

目 錄

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 序論 1
1.1 前言 1
1.2人工照明白光LED之簡介 2
1.3螢光粉在光電領域上的應用 3
第二章 理論基礎 10
2.1 光之本質 10
2.2 螢光材料 10
2.2.1 螢光材料簡介 10
2.2.2 螢光材料分類 11
2.3 無機螢光材料之組成 11
2.3.1 螢光材料之母體材料 11
2.3.2 螢光材料之摻雜物 12
2.4 螢光體的發光原理 13
2.5 螢光體發光現象 14
2.6 稀土離子之發光特性 17
2.7 稀土離子之發光特性 18
2.7.1史托克位移 18
2.7.2 電子雲擴張效應 18
2.7.3 晶格場理論 19
2.7.4 濃度消光效應 20
2.7.5 溫度淬減效應 20
2.8 色彩簡介 21
2.8.1 色彩感官度 21
2.8.2 色度座標 21
2.8.3 照明效率與演色性 22
2.9 溶膠凝膠法 23
2.10 Ba2SiO4母體晶格 25
2.11 研究動機與目的 26
第三章 實驗方法及步驟 39
3.1 實驗藥品及原料 39
3.2 實驗步驟及流程 39
3.2.1 溶膠凝膠法一次燒成實驗流程 39
3.2.2 碳還原氣氛燒成方法 40
3.3 性質分析及實驗設備 40
第四章 結果與討論 48
4.1 Ba2SiO4母體合成 48
4.1.1 Ba2SiO4前驅物TGA/DTA分析 48
4.1.2 Ba2SiO4母體合成參數X-ray繞射圖分析 48
4.2 Ba2SiO4:Eu3+螢光體發光特性討論 51
4.2.1 Ba2SiO4:Eu3+螢光體光致發光光譜分析 51
4.2.2 改變螢光體燒成溫度的影響 52
4.2.3 改變摻雜濃度的影響 54
4.2.4 改變燒成持溫時間的影響 55
4.2.5 連續激發放射光譜 56
4.2.6 SEM螢光體表面形貌及粒徑觀察 56
4.2.7 色度座標分析 57
4.3 Ba2SiO4:Eu2+螢光體發光特性討論 69
4.3.1 Ba2SiO4:Eu2+螢光體光致發光光譜分析 69
4.3.2 改變螢光體燒成溫度的影響 70
4.3.3 改變摻雜濃度的影響 71
4.3.4 改變燒成持溫時間的影響 71
4.3.5 連續激發放射光譜 72
4.3.6 SEM螢光體表面形貌及粒徑觀察 73
4.3.7 色度座標分析 73
第五章 結論 85
參考文獻 86


參考文獻

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