1、前言

随着白光LED在当今社会生产生活中应用的不断发展，白光LED用荧光粉的制备技术及其发光性能越来越受到人们的关注，因为白光LED实现白光发射最成熟的方式是荧光粉转换法，即在LED芯片周围包覆荧光粉。^[1]目前商用白光LED普遍采用蓝光LED芯片 YAG∶YAG∶Ce(Y₃Al₅O₁₂:Ce )黄色荧光粉的方法，但此方法制得的白光LED光谱中缺少红区发射，其显色指数偏低。^[2]而近紫外激发的荧光粉中，能被高效激发且发光性能稳定的红色荧光粉较少，且其发光强度和发光效率均低于蓝粉和绿粉。^[3]如传统的红粉(Ca,Sr)S:E² 等硫化物稳定性不好，并且发光强度与Y₂O₂S:Eu³ 等商用红粉类似，仅有蓝粉和绿粉的八分之一，发光效率低，因此急需一种红色荧光粉来补偿红光发射和提高光转换效率。^[4]

　　 红色荧光粉在结构稳定性与发光强度上的不足限制了白光LED的发展，因此寻求性能稳定、具有高发光效率的红色荧光材料成为发展白光LED的关键之一。

在众多红色荧光粉的研究中，采用Eu³ 作为红光发光中心主要有以下原因:Eu³ 能发射出特有的纯红光；发光能级⁵D₀和基态能级⁷F₀不发生分裂;⁵D₀→⁷F₁和⁵D₀→⁷F₂分别是磁偶极跃迁和电偶极跃迁。Eu³ 单掺杂到不同的基质中，其发光性能不是很理想，但可以通过掺杂作为电荷补偿剂的碱金属离子或不同于Eu³ 的三价离子R³ 作为共掺杂剂与Eu³ 共掺杂进而改善发光性能。^[5-8]

本课题主要以Eu³ 掺杂的(GdLuY)₂MgTiO₆为研究对象，用固相合成法，通过控制所掺杂Eu³ 的浓度及烧结温度等参数，制备一系列(GdLuY )₂MgTiO₆:Eu³ 荧光粉。通过对比，找到此荧光粉的最佳配比方法和最佳煅烧工艺，并对光谱进行解谱分析，看发射光谱是否具有红移现象，通过掺杂其它离子来增强Eu³ 的发光强度，调节Eu³ 黄色发射带与蓝色发射带强度的比率，获得更好的白光发射。　　　　　　　　　　　

2、双钙钛矿氧化物的结构特点

图a 图b

钙钛矿和双钙钛矿氧化物结构示意图

双钙钛矿A₂BB'O₆型氧化物是相应于钙钛矿ABO₃型氧化物而命名。^[9]图a为ABO₃型钙钛矿氧化物的结构示意图, A为离子半径大的稀土类元素或碱土金属等，B为离子半径小的过渡金属元素等，B离子位于由氧离子围成的八面体体心。图b为左A₂BB'O₆型双钙钛矿氧化物的结构示意图，B位原子的八面体结构由BO₆和B'O₆交替型排列而成，各个B、B'离子被氧离子隔开形成B-O- B'结合。此时，B- O- B '的 180#176;超交换作用占主导地位，可以忽略直接交换作用和90#176;超交换作用的影响。但实际上离子大小、离子间的相互作用会对结构产生影响，多数情况会发生畸变，比如，在 A₂FeMoO₆中，若A依次为Ca、Sr、Ba时，其晶体结构也依次由单斜到四方再到立方。^[10]

3、双钙钛矿氧化物制备方法

作为发光粉体材料，要想有较好的发光效果，就需要性能优异的粉体，首先要求制出单相高纯、颗粒尺寸小且分布均匀、分散性好的粉体。因此，粉体制备技术一直是国内外学实验研究的重点之一。制备粉体的方法很多，这里着重介绍固相合成法。^[11]