电荷补偿剂对YAG:Ce荧光粉效率的影响

摘要

在研制传统的YAG:Ce3+荧光粉过程中引入NH4F作为助熔剂,BaF2和MgF2作为电荷补偿剂,使得荧光粉的性能得到有效的改善.助熔剂的引入使YAG:Ce3+荧光粉的合成温度由原来的1 600 ℃降低到1 340 ℃左右,这对于降低生产成本有着十分重要的意义.引入BaF2和MgF2作为电荷补偿剂,荧光粉的发光强度得到有效的提高.尤其是引入MgF2后,光致发光强度提高了42%.从XRD谱可以看出,Mg和Ba进入晶格取代了Y.通过对晶格常数的计算,发现Mg的引入可以部分补偿Ce3+掺杂带来的晶格增大.同时电荷补偿剂的引入使荧光粉达到电荷平衡:2AYxY→2Mg'Y→V¨O、2YxY→2Ba'Y+V¨O减少了烧制过程中产生的氧空位缺陷的影响,从而减少了由于氧空位带来的无辐射跃迁.另外,以杂质离子的半径和原子的电负性为出发点,对发射光谱的峰位相对移动作了定性的解释.