新型窄带红光氮化物荧光粉A[BxCy]N4的制备与性能调控

Wide-colar-gamut LED liquid crystal back light source requires red phosphors which have stable physical and chemical properties, higher thermal quenching behavior, adjustable emission wavelength, narrow-band emission, controllable synthesis and large-scale production. This application is based on A[BxCy]N4 nitride system, in which A = Ca, Sr, Ba, and cations group [BxCy]=[LiAl3]，[Mg3Si]，[Mg2Al2]，[Mg2Ga2]. Through different cations substituions, it is possible to synthesize novel red-emitting narrow-band nitried phosphors. This application will research types and amounts of elements on different crystallographic sites and their effects on structure and luminescence properties, such as peak position, quantum efficiency, lifetime and thermal quenching. The factors that decide the width of emission profile will also be studied. Moreover, this applicaion will research synthesis routines and study the effect of synthesis condions on crystal growth of nitrides in order to understand the relationship between synthesis conditions, compositions and structure, luminescence properties.

广色域LED液晶背光源需要具有稳定的物化性质、较高的热淬性能、波长可调节、发射光谱较窄、能实现可控制备并规模化生产的红光荧光粉。本项目立足于氮化物A[BxCy]N4体系，其中A = Ca，Sr，Ba，阳离子基元[BxCy]=[LiAl3]，[Mg3Si]，[Mg2Al2]，[Mg2Ga2]，通过不同的离子取代方式，尝试制备新型窄带红光氮化物荧光粉；研究不同晶体学位置可容纳的元素的种类和含量，以及它们对结构和发光性能（包括峰位，量子效率，寿命，热淬灭）等的影响规律。探索影响荧光粉发射光谱宽窄的一般规律。此外，本项目拟通过对合成路径中间反应过程的研究，探索烧结工艺对氮化物晶粒生长的影响规律，弄清制备工艺、组分和结构与发光性能的关系

氮化物窄带红光荧光粉在广色域液晶显示领域具有重要的应用价值。本项目基于A[BxCy]N4氮化物体系，通过碱土金属元素及阳离子基元替换，制备了一系列窄带荧光粉。与此同时，我们研究了不同晶体学位置可容纳的元素的种类和含量，以及它们对结构和发光性能（包括峰位，量子效率，寿命，热淬灭）等的影响规律。对SrLiAl3N4荧光粉的快速老化进行了系统分析并找到了原因。研究了氮(氧)化物中诱导效应，以及诱导效应对Ce3+的5d能级和稀土离子电荷迁移带的影响规律。建立了石榴石型化合物的容忍因子，在化学成分和相稳定性之间建立了较为可信的对应关系。通过定量晶体场计算、晶体结构建模和结构指示符等手段，得到了石榴石体系中Ce3+的晶体场劈裂与晶体结构的对应关系。。