白光LED用Ba₃Si₆O₁₂N₂:Eu²⁺绿色荧光粉的理论计算及性能研究

【作者】 吕雯慧； 潘桦滟； 王乐； 李旸晖；

【机构】 中国计量学院光学与电子科技学院； 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室；

【摘要】 利用Materials Studio软件建立Ba₃Si₆O₁₂N₂:Eu²⁺的晶体结构模型,通过第一性原理对其进行优化并对其能带结构、态密度及XRD等性能进行计算,分析计算结果得到:掺杂过程中Eu2+取代不同位置的Ba原子对于Ba₃Si₆O₁₂N₂:Eu²⁺荧光粉的发光有重要的影响,Si₂O₂N₂:Eu²⁺是直接带隙材料,验证了Si₂O₂N₂优异的光学性能,Eu2+的掺杂对Si₂O₂N₂的物相没有影响。采用高温固相法合成Ba₃Si₆O₁₂N₂:Eu²⁺荧光粉,样品的XRD图谱表明合成的荧光粉为Si₂O₂N₂相,激发光谱与发射光谱表明该荧光粉对350-440 nm的紫外到蓝光波段均能有效吸收并发射出绿光,发射峰峰值为525nm左右。研究了Eu²⁺不同掺杂浓度对Ba₃Si₆O₁₂N₂:Eu²⁺荧光粉发光性能的影响,结果表明:随着Eu²⁺浓度的增加,发射强度逐渐增强,当浓度达到25%时,发射强度达到最高,对应发射光谱峰值为525nm,随着Eu²⁺浓度的继续增加,发生浓度猝灭现象。将其应用于白光LED封装,结合理论模拟计算与实验验证,表明Ba₃Si₆O₁₂N₂:Eu²⁺荧光粉具有优异的发光性能和显色性能,适合在WLED领域使用。更多还原