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PKN晶体的发光性能研究(2)

时间:2019-08-17 21:31来源:毕业论文
铌酸钾铅(Pb2KNb5O15, PKN)是新型功能材料的一种,而功能材料是新材料领域的核心,是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。 其中,钨青铜晶型


铌酸钾铅(Pb2KNb5O15, PKN)是新型功能材料的一种,而功能材料是新材料领域的核心,是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。
其中,钨青铜晶型结构的铌酸盐晶体具有压电、转换频率、光折变等多种特性。而铌酸钾铅更是处在该领域处于优秀行列,早在上个世纪50年代就开始受到广泛关注。而铌酸钾铅晶体的复杂晶型结构使得其除了具有压电性能,还具有铁电性、塑性、电光性等多种性能。作为与铌酸铅具有相同晶型的晶体,使铌酸钾铅晶体可用于制作激光调制器、电能换能器、存储器等多种器件。
其中,钨青铜晶型结构的铌酸盐晶体具有压电、转换频率、光折变等多种特性。而铌酸钾铅更是处在该领域处于优秀行列,早在上个世纪50年代就开始受到广泛关注。而铌酸钾铅晶体的复杂晶型结构使得其除了具有压电性能,还具有铁电性、塑性、电光性等多种性能。作为与铌酸铅具有相同晶型的晶体,使铌酸钾铅晶体可用于制作激光调制器、电能换能器、存储器等多种器件。

1.2 LED荧光粉的简述
自上个世纪60年代第一支红光LED问世以来,在近50年的历程中,LED得到极大的发展。早期所用的发光材料GaAsP只能发红光(λp = 650nm)发光效率只有0.1lm/W ,光通量仅有千分之几流明,只能用作指示灯。随着时代的发展,新型发光材料的研究不断深入,到上世纪70年代,LED的发光颜色拓展到绿光(λp =555nm)、黄光(λp = 590nm),橙光(λp= 610nm) ,光效也提高到1lm/W,开始应用于显示领域。80年代,出现了采用GaAlAs材料的LED,光效进一步高到10lm/W,并进一步拓宽应用领域。进入90年代,AlInGaP四元材料高亮黄、橙、红光LED及多量子阱结构芯片开始出现。90年代初期日亚公司在GaN蓝光芯片上取得了突破性的进展,并于1993年制备了第一支InGaN双异质结蓝光LED,随后又制备出InGaN量子阱LED,使蓝光LED亮度不断提高。高亮度的蓝光LED的制备成功填补了三原色LED的空缺,并开始使用在大屏幕彩色显示屏上,也为白光LED的制备创造了条件。随后日亚公司于1996年制备了第一支白光LED,并于1998年推向市场作为照明光源使用,从而开启了LED的新时代。
现阶段白光LED发展中存在的问题多局限于荧光粉的性能,受荧光粉性能的影响,白光LED存在的主要问题有:荧光粉颗粒及分散的不均匀导致白光LED光色一致性差,显色指数不理想;光粉缺失红色发光成分,很难制备低色温,高显色指数的白光LED;制备成本高,销售价格昂贵等。第一个问题主要是因为白光LED使用的荧光粉的粒度大小、形状、粒径分布及分散性极大的影响着白光LED器件的光学均匀性。传统的荧光粉涂敷方式是将荧光粉与灌封胶混合,然后点涂在芯片上。由于无法对荧光粉的涂敷厚度和形状进行精确控制,导致出射光色彩不一致,出现偏蓝光或者偏黄光。第二个问题则是由于由于Ce3+离子在YAG荧光粉体中的发射波长缺少红色成分,并且发射波长很难向红色波段调谐,导致目前使用的Ce:YAG荧光粉发射光谱中心位于530~550nm波段左右。而现阶段普遍使用的红色荧光粉为硫化物材料,硫化物荧光粉的最大缺点就是易于潮解、氧化及硫元素析出引起的荧光粉稳定性差,光衰大。除了硫化物外,硅酸盐、铝酸盐等红色荧光粉很难达到实际使用的指标,另外红粉对蓝光和黄光存在二次吸收,对发光效率有一定的影响。[1]

1.2铌酸钾铅(Pb2KNb5O15)材料
1.2.1铌酸钾铅的结构
铌酸钾铅晶体是一类重要的压电材料,它具有钨青铜晶体结构,属于正交晶系。钨青铜晶型的PKN晶体具有压电、频调、光折变等多种特性,这也引起了广泛的关注。最初的PKN晶体是用切克劳斯基法生长的,获得了1立方厘米的PKN晶体。1973年,Yamada先生发现PKN晶体具有较大的机电耦合常数,它的基波谐振平率对温度依赖较小。[2] PKN晶体的发光性能研究(2):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_37639.html
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