个人总结的一些关于氮化物红色荧光粉的知识
个人总结的一些关于氮化物红色荧光粉的知识
氮化物发光材料知识剪贴未掺杂的Ca-α-sialon 也是白色粉末，Ce 在Ca-α-sialon 基质中的固溶度比较大(摩尔含量为25%)，体色为黄色。
Ca-α-sialon:Ce 的激发光谱为UV～450 nm 的宽峰(λex1≈275 nm，λex2≈385 nm)，根据激发波长的不同，发射带位于515～540 nm 之间(见图2)，[43–44] 具有很高的量子效率。
与常规氧化物相比，Ce3+在Ca-α-sialon 的发射带和吸收带都出现红移，Stokes 位移较大(大约在6 500～7 500 cm–1)。
Eu2+的离子半径比较大，不能单独形成Eu-α-sialon 物相，在Ca-α-sialon 中，Eu2+的固溶极限约0.20。
使用纯氮化物制备的α-sialon 作为基质材料，[45] 如：Ca0.625Si10.75Al1.25N16，可以提高α-sialon中Eu2+的溶解度以及使其生成单相的组成范围更宽。
Ca-α-sialon:Eu[46–48]发光材料的体色随Eu含量增加从浅黄到橙色变化，Eu的加入使其对紫外–可见光(280～470 nm)的吸收大大增强，其激发光谱为宽的双峰(λem1≈297 nm，λem2≈425 nm)，且在550～605nm 范围内有1 个宽的橙黄光发射(见图2)，Stokes位移较大(7 000～8 000 cm–1)。
最佳的Eu加入量大致为0.03～0.08，与组成关系并不密切。
随Eu含量的增加，发射光谱红移且变窄，且Stokes位移随Eu含量的增加而减小，色坐标也相应发生变化(见图3)。
但组成对发射强度有较大影响，在m=2.95时发光强度最强。
Ca含量(即m值)增加，会导致发射波长红移，这说明通过改变组成，可以调节发光特性。
Ca-α-sialon:Eu2+中的发射波长比常规材料中的350～500 nm要长得多。
[46]. J Am Ceram Soc, 2002, 85: 1 229–1 234. [47] Appl Phys Lett, 2004, 84(26): 5 404–5 406. [48]J Phys Chem B, 2004, 108: 12 027–12 031.Li-α-sialon:Eu2+则更适于制备冷白光或日光色白光LED[50](CCT=4 000～8 000 K，R a=63～74)。
Led用含氮化物红色荧光粉研究
一、白光led基本工作原理
其工作原理如上图所示,PN结是LED的核心,它由Ⅲ-Ⅳ族化合物GaAs(砷化稼)、 GaAsP(磷砷化稼)半导体制成。热平衡态时,N区含有很多迁移率高的电子,P区含有 许多迁移率低的空穴。由于PN结存在,常态下二者不能越过势垒发生复合；给PN 结施加正向电压时,由于外加电场与势垒区的自建电场相比拥有相反的方向,因此导 致势垒高度降低和宽度变窄,打破了PN结的动态平衡。发生少数载流子的注入,空 穴从P区注入到N区,电子从N区注入到P区。该区的多数载流子和注入的少数载流 子复合,以光形式发射出多余能量。
Led应用
主要应用于汽车车灯、交通信号灯和信息显示板、LED背 光源、全彩色显示屏、生产生活照明领域等
二、氮化物红色荧光粉的研究现状 1、氮化物荧光粉的主要类型及特性
现已 开发 应用 的红 色荧 光粉 主要 有：
M2xSi5N8：Eux2+
CaAlSiN3：Eu2+
M=Ca、Sr、Ba
具有较高的量子效率、荧光光粉研究
指导教师：张显
班级： 学生： 学号：
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论文的结构和主要内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
绪论 白光led基本原理 氮化物荧光粉的研究现状及合成 氮化物红色荧光粉的发光特性研究 氮化物红色荧光粉的温度特性研究 结论及展望
氮化物荧光粉具有独特的激发光谱以及优异 的发光特性，使其开发研制受到了科学界和产 业界的极大关注。同时，氮化物荧光粉作为一 类新型的发光材料的优点是本身无毒、稳定性 好，非常适合应用于白光LED特别是蓝色芯片 的白光LED中。因此，世界许多国家和地区都 先后制定了发展新型高效氮化物荧光粉的措施 和对策，以推动其固体白光LED的发展，并力 求在此方面取得全球领先地位。
氮及其化合物笔记
氮及其化合物笔记氮及其化合物是化学中的重要内容，以下是关于氮及其化合物的笔记。
一、氮气的性质和用途1. 氮气是一种无色、无味、无毒的气体，在标准状况下，氮气的密度接近于空气。
2. 氮气的化学性质不活泼，通常情况下很难与其他物质发生反应。
但在高温、放电或催化剂存在下，氮气可以与氢气反应生成氨气。
3. 氮气的用途广泛，例如用于制造硝酸、化肥、合成氨等。
二、氮的氧化物1. 一氧化氮和二氧化氮是氮的常见氧化物。
一氧化氮是一种无色、无味的有毒气体，二氧化氮是一种红棕色的有毒气体。
2. 一氧化氮和二氧化氮的性质：一氧化氮可以与氧气反应生成二氧化氮；二氧化氮可以与水反应生成硝酸和一氧化氮；二氧化氮也可以与碱反应生成硝酸盐和亚硝酸盐。
3. 氮氧化物的来源：主要来自汽车尾气和燃煤过程。
4. 氮氧化物的危害：对人体健康和环境造成危害，例如引起酸雨、光化学烟雾等。
三、含氮化合物1. 硝酸：硝酸是一种强酸，可用于制造硝酸盐、肥料、染料等。
硝酸也是一种重要的实验室试剂，可用于分解有机物和制备其他含氮化合物。
2. 氨气：氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，易溶于水。
氨气是重要的化工原料，可用于制造尿素、硫酸铵等肥料，也可用于制造塑料、染料等。
3. 铵盐和硝酸盐：铵盐和硝酸盐是含氮的常见化合物，可用于制造肥料、药物等。
例如，硝酸铵是一种常见的铵盐，可用于制造炸药和肥料。
4. 尿素：尿素是含氮有机物中的一种，可用于制造塑料、染料等。
尿素也是一种常用的农业肥料，其含氮量较高，适用于各种土壤和作物。
5. 硝基化合物：硝基化合物是一类含有一个或多个硝基的有机化合物，主要用于制造炸药、染料、农药等。
硝基化合物的稳定性较差，容易爆炸或发生其他化学反应。
以上是对氮及其化合物的简要笔记，对于更深入的学习和研究，还需要了解更多关于氮及其化合物的性质和用途。
LED用氮化物红色荧光粉-可研报告
LED用氮化物红色荧光粉可行性报告书一、项目概述1.1项目的立项依据白光LED因其寿命长、无辐射、无污染、高效节能、抗震性高等一系列优点，被誉为第四代照明光源，具有广阔的应用前景。
获得白光LED的技术主要有两种：第一种是采用红、绿、蓝三色LED组合发光，即多芯片白光LED。
第二种是采用LED芯片（包括蓝光LED，和近紫外芯片）激发荧光粉得到白光（phosphor converted LED, pcLED），根据芯片和荧光粉的组合方式又可细分为三种类型: 1）使用蓝光LED芯片配合黄色荧光粉，其专利技术主要掌握在日本日亚和德国欧司朗手中；2）使用蓝光LED芯片、绿色和红色荧光粉；3）使用紫外或近紫外LED芯片组合红绿蓝三基色荧光粉。
这4种方案均具有各自的优势和缺点：第1种即集成多芯片LED方法可以获得各种不同显色性和色温的LED，但由于红、绿、蓝LED随时间老化衰减不同，随着使用时间的增加会产生色漂移，而且控制电路复杂，生产成本高；第2种方法是目前实现白光LED技术最成熟的方法，但是由于缺乏红光成分，其显色性较差；第3种方法可获得高显色性，并且在一定程度上可规避专利限制；第4种方法，由于采用紫外或近紫外光激发三基色荧光粉，可以获得高显色性的白光LED，且颜色均匀性更好，但目前紫光和近紫外光LED芯片的效率较低，封装的白光LED流明效率不高。
随着半导体照明技术的飞速发展，一方面LED的生产成本正逐渐降低，另一方面LED的流明效率稳步提升，最终将促使LED照明光源逐渐替代白炽灯、荧光灯和节能灯而成为第四代照明光源。
LED光源欲进入普通照明领域，其显色性是一个非常重要的指标，而在LED中调节色温提高显色性方面起重要作用的正是红色荧光粉。
红色荧光粉早期主要采用硫化物体系，该体系的激发范围覆盖近紫外至蓝光区，与近紫外和蓝光LED芯片匹配，但是存在易潮解、化学稳定性差、产生有毒气体等缺点，逐渐被市场所淘汰。
2003年北京有研稀土新材料股份有限公司开发了钼酸盐体系红色荧光粉，其化学稳定性要优于硫化物体系红粉。
1113氮化物荧光粉分子式
1113氮化物荧光粉分子式氮化物荧光粉是一种具有强烈荧光特性的材料，其分子式为1113。
它由氮化物作为基础元素，通过特殊工艺加工而成。
这种荧光粉具有高纯度、高亮度和长寿命的特点，因此广泛应用于荧光显示器、光电子器件等领域。
首先，氮化物荧光粉的制备需要选择优质的原材料。
通常，高纯度的金属氮化物、氧化物等是制备氮化物荧光粉的主要原料。
这些原材料在特定的温度和气氛下经过多次烧结和研磨加工，最终形成细小且均匀的粉末。
其次，氮化物荧光粉通过特殊的激发机构实现荧光发光。
在特定的激发波长下，荧光粉吸收能量并发出特定波长的光。
这使得荧光粉可以用于制备荧光显示器、LED灯等。
例如，在液晶显示器中，荧光粉被用来发射红、绿、蓝三原色，实现彩色显示。
此外，氮化物荧光粉还可以通过掺杂不同的稀土元素实现多彩多样的荧光效果。
不同的稀土元素会导致荧光粉发出不同颜色的光，使得荧光粉的应用领域更加广泛。
例如，掺杂钭元素的氮化物荧光粉可以发出橙色荧光，掺杂镭元素的氮化物荧光粉可以发出黄色荧光。
此外，氮化物荧光粉还具有良好的稳定性和耐久性。
它可以在极端的环境下工作，不受高温、湿度和紫外线的影响。
这使得氮化物荧光粉成为一种理想的荧光材料，在户外广告、交通信号灯等领域得到广泛应用。
综上所述，氮化物荧光粉是一种具有强烈荧光特性的材料，通过选择优质原材料、特殊工艺制备以及掺杂不同稀土元素实现多彩多样的荧光效果。
它具有高纯度、高亮度和长寿命的特点，能够在各种环境下稳定工作。
不仅可以用于制备荧光显示器、LED灯等光电子器件，还可以广泛应用于户外广告、交通信号灯等领域。
在未来的发展中，氮化物荧光粉的性能将进一步提升，为我们的生活带来更多便利和美好。
白光LED用氮化物及氮氧化物红色荧光粉的研究现状
温的 影 响 极 其 显 著 。 氛 氮氧 化 物 体 系红 色 荧光 粉 是 一种 非 常优 质 的 Ｌ Ｄ 用 荧光粉 。介 绍 了 氮／ Ｅ 氮氧 化 物 红 色 荧光 粉 的研 究 现 状 、 晶体 结 构 、 要 的 制 备 方 法 ， 对 目前 还存 在 的 一些 问题 ， 出 了今 后 的 研 究方 向 。 主 针 指
光源相 比， 有能耗 低 、 具 寿命 长 、 积 小 、 体 响应 快 、 污染 等优 无 点， 被称 为继 白炽 灯 、 光灯 和 高压 气 体 放 电灯 后 的第 四代 荧 绿色光 源 ， 因此受 到极大关 注 。随着其性 价 比的不断提 高 ， 白
光 Ｉ Ｄ在众 多照 明领 域尤其 是家用 照 明 中展现 了广阔 的应 ． Ｅ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ Ｗ ｈ ｔ Ｄ ｉｄ ｏ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｌ ｎ ｎ ｒ ￣ｓ ｖ ｎ ｒ ｅ ｉｈ ｉ ｇ Ｈｏ ｖ ｒｔ ｅｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｆ ｉ ＬＥ ｉ ａ ｋ ｎ ｆ ｖ ｒ ｎ ｎ ａ ｄ ｅ ｅ ｇ ａ ｉ ｇ ｇ ｅ ｎ ｌ ｔ ． ｅ ｓ ｅ ａ ｇ ｎ ｗｅ ｅ ｈ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅｏ
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１ ０・
材料 导报 ： 综述篇
２１ ０ ０年 １ １月（ ） ２ 第 １ 期 上 第 ４卷 １
白 光 Ｌ Ｄ 用 氮 化 物 及 氮 氧 化 物 红 色 荧 光 粉 的 研 究 现 状 Ｅ
林 海风 王 海 波 张瑞 西。 谢 ， ， ， 晔
（ 南 京 工 业 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ， 京 ２０ ０ ； 南 京 工业 大学 电光 源 材 料 科 学研 究 所 ， 京 ２ ０ １ ） １ 南 １０９２ 南 １０ ５ 摘 要 白光 Ｌ Ｄ是 一 种 符 合 环 保 和 节 能 的绿 色照 明光 源 ， Ｅ 而红 色 荧光 粉 的 性 能 对 白光 Ｌ Ｄ 的 显 色指 数 及 色 Ｅ
Led用含氮化物红色荧光粉研究
Led用含氮化物红色荧光粉研究随着科技的不断进步，Led灯的应用越来越广泛，其具有节能、长寿命、环保等优点，受到了广泛的关注和普及。
而Led灯的颜色属性也是一大关键，如何使Led灯的颜色更加丰富、鲜艳就成了许多研发人员的研究方向。
在众多研究方法中，使用含氮化物红色荧光粉作为Led灯中心研究之一，曾经得到了令人振奋的结果。
一、含氮化物红色荧光粉的研究历程最早的LED灯的颜色很有限，一般只有红色、绿色、蓝色的单色LED灯。
而且这些颜色是通过在LED芯片中添加不同的化合物实现的，这种方法族在加深色彩上的限制。
近年来，由于磷化物LED的快速发展，使其颜色实现了一定的扩展。
但是，单一的材料无法适用所有颜色，特别是红色的光输出，磷化物材料的效率非常低。
所以人们就开始研究其他材料，含氮化物就进入了人们的视野。
含氮化物在红色颜色中表现出色彩的多样性。
相对于磷化物LED，含氮化物LED的亮度更高、寿命更长，耐高温抗光衰性更好，是一种非常优秀的发光材料。
当发射波长大于650nm 时，含氮化物可以显示出红色颜色和近红外颜色三种颜色。
其不仅在LED行业中发挥了巨大的作用，同时也得到了激光材料研发、高温材料研发等领域的广泛应用。
二、含氮化物作为LED用荧光粉研究的发展趋势2013年，日本大阪大学基于荧光粉材料的发光机理展开了研究。
其研究团队首次利用含氮化物红色荧光粉应用于发光二极管中的制备。
该研究团队还在针对当前市场上主流的7-10V LED发光机芯结构中，提出了一种含氮化物发光材料制备的解决方案，成功实现了红光LED-LD及激光的实验验证。
当时，人们对这种新型材料的表现和性能非常感兴趣，由于含氮化物具有独特的光电特性，可以用来制备寿命长、亮度高的LED产品。
同时，与此可比，研究成本也比较低。
千切片和寿命测试结果均表明，含氮化物制备的LED具有良好的可靠性，虽然其内部量子效率很低，但它在转换效率和输出量上具有优势。
三、含氮化物广泛应用于LED颜色的深入研究目前，含氮化物荧光粉已经被广泛应用于LED颜色的深入研究中。
探究光品质背后的关键要素——荧光粉
探究光品质背后的关键要素——荧光粉白光LED具有光效高、耗电小、体积小、寿命长、不含汞、铅等有害物质，无红外线和紫外线等优点，是公认的第四代绿色节能环保光源。
随着人们对节能环保意识的日益重视，白光LED取代传统光源进入普通照明市场，已经成为照明行业的大趋势。
目前，制备白光LED的方式主要有两种，一种是以“红光芯片＋绿光芯片＋蓝光芯片（RGB）”混合的方式得到白光，另一种是以“蓝光芯片＋荧光粉”得到白光，而后者在白光LED中占主导地位。
对于这种主要的封装方式来说，荧光粉的好坏决定了光源的色温、显色指数、颜色均匀性和光通量等参数。
最近，人们对白光LED光源光品质的要求越来越高，特别在蓝光危害、眩光和显色性等指标方面的要求越来越严格，荧光粉又该如何满足高品质光源的需求呢？光源的光品质是一项综合性的评价，需要考虑色温、色坐标（颜色偏好度）、Ra、R1——R15（特别是R9）、颜色饱和度、应用需求等多种参数指标，而影响这些参数指标的关键因素就是荧光粉。
目前，市场上常见的商用LED荧光粉主要有八大系列：发射峰值范围在545nm——580nm的YAG黄粉、522nm——545nm的GaYAG黄绿粉、520nm ——545nm的LuAG绿粉、515nm——575nm的硅酸盐绿粉／黄粉、580nm——600nm的硅酸盐橙粉、612nm——675nm的氮化物红粉、490nm——500nm的氮氧化物蓝绿粉和629nm ——632nm的氟化物体系红粉。
这些商用荧光粉因其发射峰值、色坐标、半峰宽、激发效率、粒径、表面光滑度等参数指标不一样，其应用各有千秋。
通俗地说，这如同画画用的彩色笔一样，蓝光LED就像画纸，荧光粉就像彩色笔，通过不过搭配就可以得到一幅色温、色坐标、Ra、R1——R15（特别是R9）、NTSC、光均匀度等参数指标不一样的绚丽的“光彩画”。
1、荧光粉激发光谱范围对光品质的影响LED荧光粉最根本的意义是实现光转换，也就是说把蓝光转换成其他波长的可见光，其转换效率与其激发光谱密切相关。
一种红色荧光粉及其制备方法和应用
一种红色荧光粉及其制备方法和应用
一、红色荧光粉
红色荧光粉是一种新型的纳米材料，它的主要成分是纳米颗粒，其中包含了磷酸铝、磷酸锌、锌、钒、铁、铜、铝、钴和硅等元素。
红色荧光粉具有优异的光学性能，可以发出红色荧光，具有高可见性、高稳定性和高效率等优点，可用于生物医学检测、环境污染检测、汽车照明等领域。
二、制备方法
1、将磷酸铝、磷酸锌、锌、钒、铁、铜、铝、钴和硅等元素混合，加入适量的水，搅拌均匀，形成溶液；
2、将溶液加入反应釜中，加热至一定温度，用负压吸取法进行热蒸发，形成纳米晶体；
3、将纳米晶体加入适量的醇溶剂中，加热至一定温度，用超声波搅拌均匀，形成纳米颗粒；
4、将纳米颗粒经过洗涤、滤液等处理后，再经过烘干，制备成红色荧光粉。
三、应用
1、用于生物医学检测：红色荧光粉可以用于生物医学检测，可用于细胞检测、细胞成像、细胞分析等；
2、用于环境污染检测：红色荧光粉可用于环境污染检测，可用于检测气体、水体和土壤中的污染物；
3、用于汽车照明：红色荧光粉可用于汽车照明，可用于汽车头灯、尾灯和车内照明等，可以提高汽车的安全性。
《2024年白光LED用红色荧光粉的制备及发光性能研究》范文
《白光LED用红色荧光粉的制备及发光性能研究》篇一一、引言随着LED照明技术的飞速发展，白光LED已成为照明和显示领域的主流光源。
其中，红色荧光粉作为白光LED的关键组成部分，其性能的优劣直接影响到LED的发光效率、色彩饱和度和使用寿命。
因此，研究制备高性能的红色荧光粉具有重要意义。
本文旨在探讨白光LED用红色荧光粉的制备方法及其发光性能的研究。
二、红色荧光粉的制备1. 材料选择制备红色荧光粉的主要原料包括氧化物、卤化物、硫酸盐等。
本文选择适当的原料，如稀土元素氧化物和硅酸盐等，以满足荧光粉的发光性能要求。
2. 制备方法采用高温固相法制备红色荧光粉。
将选定的原料按照一定比例混合、研磨、干燥后，在高温炉中进行煅烧，得到红色荧光粉。
三、发光性能研究1. 激发光谱和发射光谱通过光谱仪测量红色荧光粉的激发光谱和发射光谱，分析其发光性能。
激发光谱反映了荧光粉在不同波长激发下的响应情况，而发射光谱则反映了荧光粉在不同波长下的发光强度。
2. 发光亮度及色坐标测量红色荧光粉的发光亮度和色坐标，评估其在白光LED中的应用效果。
通过调整荧光粉的配比和浓度，优化白光LED的色彩表现。
3. 稳定性及耐候性对红色荧光粉的稳定性及耐候性进行测试，以评估其在不同环境条件下的性能表现。
通过加速老化试验，模拟荧光粉在长期使用过程中的性能变化。
四、结果与讨论1. 制备结果通过高温固相法成功制备出红色荧光粉，其颗粒均匀、分散性好，满足白光LED的应用要求。
2. 发光性能分析（1）激发光谱和发射光谱分析：红色荧光粉在紫外-可见光范围内具有较好的激发性能，发射光谱呈现出典型的红色发光特征。
通过调整原料配比和煅烧温度，可以优化荧光粉的发光性能。
（2）发光亮度及色坐标：红色荧光粉具有较高的发光亮度和良好的色坐标表现，与白光LED芯片结合后，可获得较高的色彩还原度和较低的色温。
通过优化荧光粉的配比和浓度，可以进一步改善白光LED的色彩表现。
（3）稳定性及耐候性：红色荧光粉在不同环境条件下表现出较好的稳定性及耐候性，经过加速老化试验后，其性能基本保持不变。
氮_氧_化物荧光粉的研究进展_周天亮
1
引
言
作为一种主要应用于半导体（ LED） 照明与显示的 光转换功能材料， 氮（ 氧） 化物荧光粉在不到 20 年的时 间里， 获得了显著发展， 尤其是在基于蓝光 GaInN 芯片 的 LED 照明领域， 氮（ 氧） 化物荧光粉因其优异的热淬 灭特性、 较高的量子效率及宽色域等优点 ， 而受到广泛 ［12 ］ 。在 制 备 低 色 温 和 高 显 色 性 LED 方 面， 氮 关注 （ 氧） 化物荧光粉更是具有传统荧光粉无可比拟的优 — —氮（ 氧） 化物荧光粉基质结构中含有共价键性 势— 较强的 Si—N 键， 电子云膨胀效应明显， 使得所掺杂稀 土离子的 5d 电子的激发态能量进一步降低， 发射光谱 。 本文着力于梳理以往氮 （ 氧 ） 化物 荧光粉的研究成果， 力求对该领域的发展方向给出自 产生明显红移 己的观点。
［ 8 ］ Eu2 +［6］、 CaMgSi2 O6 ∶ Eu2 +［7］、 K3［ EuSi3 O8 （ OH） 2］ 和 Ba-
Al2 Si2 O8 ∶ Eu2 +［9］。由于氮（ 氧） 化物在晶体结构特征上 N（ O） 4 四面体结构不同 类似于硅（ 铝） 酸盐， 依照 Si （ Al） 的连接方式， 氮（ 氧） 化物也可如此分类， 对应代表性的荧 ［ 10 ］ SiAlON 、 Ca3 Si2 O4 N2［11］、 光 粉 （ 基 质） 为 O’ La5 Si3 N9［12］、 SrSi2 O2 N2［13］、 Eu2 Si5 N8［14］。根据目前所掌握 表 1 给出了部分已报道氮（ 氧） 化物荧光粉的晶 的文献， 2+ 3+ 体结构和发射光谱数据（ 掺杂稀土离子 Eu 或 Ce ） 。
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周天亮 等： 氮（ 氧） 化物荧光粉的研究进展
氮氧化物吸收后变红的原理
氮氧化物吸收后变红的原理氮氧化物吸收后变红的原理是通过光电效应。
光电效应是指当光照射到物质表面时，光子能量被物质的电子吸收后，使电子获得足够的能量跃迁到一个较高的能级，从而被激发到光电子状态，并且可以通过观察这些被激发的光电子的行为来研究物质的性质。
在氮氧化物吸收后变红的过程中，主要是通过分子吸收光子能量来达到激发电子到能量较高的状态，从而使物质发生可见光的吸收和发射，呈现出红色。
氮氧化物主要包括三种氮氧化合物：一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）和三氧化二氮（N2O3）。
这些氮氧化物可以通过光电离过程产生的光电子发射，将吸收到的能量转化成可见光的辐射。
具体来说，当氮氧化物与光子碰撞时，分子内的电子会被光子的能量激发到一个高能级，这个高能级足以使电子从分子的基态跃迁到激发态。
在这个跃迁的过程中，分子的电子会吸收光子的能量，并进入到一个局域的不稳定态。
当电子从高能级向低能级跃迁回到稳定态时，会释放出能量，这部分能量以光的形式散射出来。
这样，我们就可以通过观察发射出的光的颜色来确定分子吸收的能量。
氮氧化物吸收后变红的原理主要受到分子内部能级结构的影响。
每种氮氧化物分子的能级结构是不同的，因此吸收和发射的光的频率（或波长）也不同。
其中，一氧化氮分子可以通过吸收蓝光和黄光，同时对红光的吸收较弱，所以在反射出的光中会有红光成分。
二氧化氮分子主要吸收绿色的光，较弱地吸收红光，所以在反射出的光中会有绿光成分。
三氧化二氮分子主要吸收蓝紫光，因此在反射出的光中会有红光成分。
此外，氮氧化物吸收后变红的原理还与分子的排列和物质的浓度有关。
当分子紧密排列时，它们之间的相互作用会增强，从而影响能级结构和光电子排布，进一步影响吸收和发射的光的能量和颜色。
此外，氮氧化物浓度的增加会导致所吸收和发射的光的强度增加，同时也会影响光的颜色。
总之，氮氧化物吸收后变红的原理是通过光电效应，分子内的电子受到光子的能量激发，从而跃迁到较高能级，然后通过发射光子的形式散射出光。
白光LED用氮化物及氮氧化物红色荧光粉的研究现状
2+
图 1 从[ 001] 面方向看的 Sr2 Si 5 N8 结构 Fig. 1 Crystal structure of Sr2 Si 5 N8 viewed along the [ 001] direction
2
2. 1
氮/ 氮氧化物红色荧光粉的制备
高温固相反应法
高温固相反应法是制备各类荧光粉的通用方法 , 也是简 单、 经济、 适合于工业生产的方法。固相反应的充要条件是 反应物必须相互接触, 即反应是通过颗粒界面进行的。反应 颗粒越细, 其比表面积越大, 反应物颗粒之间的接触面积也 就越大 , 从而有利于固相反应的进行。固相反应通常包括以 下步骤 : ( 1) 固相界面的扩散; ( 2) 原子尺度的化学反应; ( 3) 新相成核; ( 4) 固相的输运及新相的长大。 合成 Si 基氮 / 氮氧化物时往往使用 Si3 N 4 粉末作为 N 源 和 S i 源的原料 , 但是由于 Si 3 N 4 具有很强的共价键、 扩散系 数低、 反应 活 性 差, 因此 需 要 较 高 的 合成 温 度 ( 1500 ~ 2000 ! ) 。另外, Si 3 N 4 的分解温度在常压下大约为 1830 ! , 因此在高于此温度合成时需要充填高压氮气以抑制其分解。 Schnick 等[ 20- 22] 利 用 反 应 活性 更 大 的 Si ( NH ) 2 来 替 代 Si3 N 4 , 在较低温度和常压下制备了一系列的硅酸盐氮化物。 其它的原料可以是金属 ( 如 Ca, S r, Ba, Eu) 、 金属氮化物( 如 A lN , Ca3 N 2 , Sr 3 N 2 , Ba3 N 2 , EuN ) 或 者 金属 氧 化 物 ( 如 A l2 O 3 , CaCO 3 , L i2 C O3 , SrC O3 , BaCO 3 , Eu2 O 3 , CeO 2 ) 。 许多学者利用高温固相反应法成功制备了 M 2- x Si 5 N 8 x Eu ( M = Ca, Sr, Ba) 、 CaSi2 O2 N 2 Eu 等氮/ 氮 氧化物荧光粉。 Sr2 Si5 N 8 Eu2+ [ 19] 荧光体在长波 U V 可见 光蓝绿区呈现宽的激发 带, 可被 N UV 470nm 蓝光有 效激 发 , 发射橙红光。一个宽的主激发峰位于 400~ 430nm 附近 , 450~ 460nm 蓝光激发很有效, 但 500nm 激发时的相对强度 已降至 71% 。在长波 UV 或蓝光激发下, 发射光谱位于光谱 红区, 见图 2。其光谱的半高宽约 87nm, 发射峰在 621nm 附 近。由于这种发光性质 , 这类氮化物也适用于 NUV 和蓝光
红色荧光粉发展历史
红色荧光粉发展历史(LED,荧光材料，三基色)2009-12-31 15:57:57| 分类：LED-荧光粉| 标签：|字号大中小订阅1802年英国物理学家杨格提出了“在人的视网膜中可能存在3种分别对红、绿、蓝色光敏感的感光细胞，由它们感受的混合光刺激产生各种颜色的感觉”的观点。
不久，赫姆霍兹在此基础上创立了三基色理论[11]。
1974年荷兰飞利浦公司首先研制成功稀土铝酸盐体系三基色荧光粉，实现了高光效和高显色性的统一，从此照明进入了一个新时代[12]。
在三基色荧光粉体系中，红色荧光粉的用量占到60％~80％，对调制白光的色温和显色性等其他方面起重要作用[13][14]。
但是目前无论是荧光灯还是LED使用的三基色荧光粉中，红色荧光粉不论从光学性能上还是从价格上都很难与蓝绿色荧光粉相媲美。
因此研究一种高效的、价格低廉的红色荧光粉是一个迫切需要完成的任务。
众所周知，传统的合成荧光粉方法就是以一个具有光学活性的阳离子来取代基质晶格内的阳离子，也可以用一个光学活性的阴离子来取代基质晶格内的阴离子。
作为基质要考虑两个影响因素：一是共价键性质，即电子云膨胀效应，共价性越高，电子云膨胀效应越大，原子之间的电荷跃迁便越向低能量区移动，使得可以被紫外光甚至近紫外光或可见光激发；二是晶体场效应，晶体场的强弱对发光跃迁的光谱位置和强度都有影响，奇数的晶体场能够使宇称禁戒选律变宽，使得相同宇称之间的跃迁成为可能[15][16]。
从激活剂方面考虑，目前广泛使用的红色荧光粉主要可以分为三大类：以Eu3+为激活剂或主激活剂的荧光体系、以Eu2+为激活剂或主激活剂的荧光体系、以过渡金属离子为激活剂或主激活剂的荧光体系。
1.4.1 以Eu3+为激活剂的荧光体系稀土的发光是由于稀土离子的4f电子在不同能级之间跃迁产生的，由于稀土离子拥有丰富的能级跃迁，所以常用来作为发光材料的激活剂。
人们对Eu3+做激活剂的研究已经很详细。
Eu3+的荧光特性：铕原子提供两个6s电子和一个4f7电子形成sf杂化轨道，由于4f轨道中有7个电子，处于半充满状态，因此4f轨道的能级已经下降，sf杂化轨道的能量也相对下降较多，当与阴离子价电子形成价带后，能级进一步下降，价带不仅仅要位于5s5p的能级之下，而且要位于5s5p能带之下相当的距离，也就是价带与5s5p 能带之间的禁带有相当的宽度。
高中化学色色的化学知识点整理
高中化学色色的化学知识点整理一无色物质纯净水，各种常见的稀酸、稀碱溶液，O2，还应特殊掌握SO3是无色固体等。
二白色物质1、纯白色：MgO、CaO、P2O5、AgCl、NaOH固体、NaCl粉末等。
2、银白色：Li、Na、K、Rb、Mg、Al、 Hg、Te等。
3、光亮的银白色：纯铁、银镜。
4、苍白色：H2在Cl2中燃烧时的焰色。
5、白烟：氨气分别与氯化氢、溴化氢气体化合生成的微小的氯化铵晶体。
6、白雾：氯化氢、溴化氢气体遇到水蒸气。
7、耀眼的白光：Mg、Al在O2中燃烧时。
三红色物质1、红色pH在0—3.1时甲基橙溶液;pH在10—14时酚酞溶液;pH在0—5时的石蕊溶液;Cu2O，氖气灯光。
2、浅红色：pH在8—10时酚酞溶液。
3、粉红色：氦气灯光。
小部分在空气中氧化后的苯酚。
4、深棕红色：液溴。
5、红棕色：NO2气体，红磷单质，Fe2O3粉末，溴水，Fe(OH)3及胶体。
6、紫红色：锂的焰色。
7、洋红色：Sr的焰色。
8、砖红色：Ca的焰色。
四黑色物质1、黑色：Fe3O4、 FeO、 FeS、CuS、Cu2S 、Ag2S 、Ag2O、 Ag 的细小颗粒、CuO、MnO2、活性炭等。
2、紫黑色：单质I2。
3、灰黑色：木炭。
五灰色物质1、灰色：Se、As、单质及Fe3C等。
2、浅灰色：焦炭。
3、深灰色：石墨。
六绿色物质1、绿色：Cu的焰色，CuCl2的浓溶液，碱式碳酸铜等。
2、浅绿色：FeSO4溶液等。
3、黄绿色：Cl2单质，Ba的焰色;氯水(淡黄绿色)。
七紫色物质1、紫色：Rb的焰色，KMnO4溶液，pH在5—8时的石蕊溶液，苯酚溶液中滴加FeCl3溶液等。
2、浅紫色：K的焰色，(透过钴玻璃看)水合Fe3+等。
3、紫蓝色：氩气灯光。
八黄色物质1、黄色：Na的焰色，Ag3PO4，AgI，FeS2、溴水(黄色→橙色)、pH在4.4—14时的甲基橙溶液、某些蛋白质遇浓硝酸等。
2、浅(淡)黄色：硫磺，Na2O2固体、AgBr， PCl5、TNT、浓硝酸(混有NO2)、浓盐酸(混有Fe3+)、硝基苯(溶有NO2)等。
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氮化物发光材料知识剪贴未掺杂的Ca-α-sialon 也是白色粉末，Ce 在Ca-α-sialon 基质中的固溶度比较大(摩尔含量为25%)，体色为黄色。
Ca-α-sialon:Ce 的激发光谱为UV～450 nm 的宽峰(λex1≈275 nm，λex2≈385 nm)，根据激发波长的不同，发射带位于515～540 nm 之间(见图2)，[43–44] 具有很高的量子效率。
与常规氧化物相比，Ce3+在Ca-α-sialon 的发射带和吸收带都出现红移，Stokes 位移较大(大约在6 500～7 500 cm–1)。
Eu2+的离子半径比较大，不能单独形成Eu-α-sialon 物相，在Ca-α-sialon 中，Eu2+的固溶极限约0.20。
使用纯氮化物制备的α-sialon 作为基质材料，[45] 如：Ca0.625Si10.75Al1.25N16，可以提高α-sialon中Eu2+的溶解度以及使其生成单相的组成范围更宽。
Ca-α-sialon:Eu[46–48]发光材料的体色随Eu含量增加从浅黄到橙色变化，Eu的加入使其对紫外–可见光(280～470 nm)的吸收大大增强，其激发光谱为宽的双峰(λem1≈297 nm，λem2≈425 nm)，且在550～605nm 范围内有1 个宽的橙黄光发射(见图2)，Stokes位移较大(7 000～8 000 cm–1)。
最佳的Eu加入量大致为0.03～0.08，与组成关系并不密切。
随Eu含量的增加，发射光谱红移且变窄，且Stokes位移随Eu含量的增加而减小，色坐标也相应发生变化(见图3)。
但组成对发射强度有较大影响，在m=2.95时发光强度最强。
Ca含量(即m值)增加，会导致发射波长红移，这说明通过改变组成，可以调节发光特性。
Ca-α-sialon:Eu2+中的发射波长比常规材料中的350～500 nm要长得多。
[46]. J Am Ceram Soc, 2002, 85: 1 229–1 234. [47] Appl Phys Lett, 2004, 84(26): 5 404–5 406. [48]J Phys Chem B, 2004, 108: 12 027–12 031.Li-α-sialon:Eu2+则更适于制备冷白光或日光色白光LED[50](CCT=4 000～8 000 K，R a=63～74)。
其激发光谱有2个明显的激发峰(λex1≈300 nm，λex2=435～449 nm)，峰位与Ca-α-sialon:Eu2+的激发光谱一致。
不过，与Ca-α-sialon:Eu2+相比，位于435～449 nm处的强度要强于的300 nm处的，表明：Li-α-sialon:Eu2+在蓝光区有更强烈的吸收，这种吸收正好与蓝光LED 相匹配。
Li-α-sialon:Eu2+的发射光为黄绿色，与商业上YAG:Ce3+十分相似(见图4)。
随Li离子含量的增加，发射峰逐渐向短波方向移动，比Ca-α-sialon:Eu2+的发射波长短约15～30 nm。
不仅如此，Li-α-sialon:Eu2+的Stokes位移(4 900～5 500 cm–1)也比Ca-α-sialon:Eu2+的要小，这就意味着，Li-α-sialon:Eu2+有着更高的转化率以及更好的热猝灭性能。
除此之外，Li-α-sialon:Eu2+的发射强度也随m值的变化而变化，在m=2.0，发光强度(λem=573nm)为最大。
Yb掺杂的Ca-α-sialons [51] 的激发光谱也为宽带(见图4)。
Yb2+在Ca-α-sialon 呈现强的绿光发射(λem=549 nm)，Stokes 位移大约为4 300 cm–1。
组成变化会造成α-sialon 的结晶度、物相纯度、颗粒形貌的变化，从而影响发光效率。
m=2.0 时发射效率最高，而此时Yb2+最佳摩尔分数约为0.005%。
Ca-α-sialon: Yb2+在蓝光LED的450～470 nm激发波长范围内发射很有效，其CIE 色坐标与ZnS:Cu，Al 相当，具有很好的颜色饱和度，因此可应用于生产白光LED。
β-sialon结构中不需要金属离子做电荷补偿，稀土元素很难进入β-sialon晶格。
因此，Eu2+在β-sialon中的溶解度有限，z值增加，其溶解度进一步降低。
在z值较小(0.1～0.5)时，β-sialon:Eu 相纯度更高，颗粒更细小，发射更强。
[52] β-sialon:Eu 在350～410nm 的UV 激发或450～470 nm 的蓝光激发下，发射光谱峰值528～550 nm(见图2)，其发射光谱的半高宽只有YAG:Ce的一半，色纯度更高，z值和Eu含量增加，会导致发射带红移。
Stokes位移约2 600cm–1，只有α-sialon 的1/3。
β-sialon:Eu发光的热猝灭很小，在150 ℃的发光强度达到室温的84%～87%，与Li-α-sialon 相当。
β-sialon的颗粒形貌呈柱状结晶体，[49] 与β-Si3N4的相似。
[49] [J]. Appl Phys Lett, 2005, 86: 211 905. [52]J.Electrochem Soc, 2007, 154(10): J314–J319.M'Si2N3，MSiN2，M2Si5N8，MSi2N5，ReSi3N5(Si3N4·ReN)，Re2Si3N6(Si3N4·2ReN)，Re3Si3N7 (Si3N4·3ReN)，Y6Si3N12(Si3N4·6YN)，MReSi4N7，CaAlSiN3M2Si5N8:Eu2+(M=Ca，Sr，Ba)是比较成熟的红色pcW-LED 发光材料。
Ca2Si5N8: Eu2+为单斜结构，能形成最大Eu2+溶解摩尔分数(下同)为40%的有限固溶体，而Sr2Si5N8，Ba2Si5N8和Eu2Si5N8结构相同，相互之间能形成无限固溶体。
未掺杂的M2Si5N8体色为灰白色，M2Si5N8:Eu2+的激发光谱在250～325 nm和325～550 nm之间有2个激发带(见图5)，最强的5d 激发带大约在395 nm 处。
此外，随着Eu2+含量增加，长波长处的副带变得更强，而395 nm处的主激发带下降，但激发带的位置没有明显改变。
其发射光谱位于红区，例如对于M=Ca，Sr 和Ba，M2Si5N8:0.01Eu2+发射带峰值分别在605，610 nm 和574 nm。
随着Eu2+含量增加，由于Eu2+改变了Stoke 位移和再吸收，所有的M2Si5N8化合物的发射带都红移。
M2Si5N8:Eu2+的发光有3个特点，首先，其Eu2+发光猝灭浓度高，在Sr2Si5N8: Eu2+和Ba2Si5N8:Eu2+中可达50%，在465 nm 的激发下，CaEu0.02Si5N8，Sr1.98Eu0.02Si5N8和Ba1.98Eu0.02·Si5N8的相对发射强度分别是71%，87%和84%，量1.98子效率按Ca到Sr和Ba的顺序增加。
其次，斜方晶系M2Si5N8:Eu2+的Stokes位移较小(≈2 700 cm–1)，很容易被从蓝光到绿光范围内的可见光激发，与氮氧化物MSi2O2–δN2+2/3δ相比较，Eu2+在纯氮化物M2Si5N8:Eu中的发射明显红移。
此外，小的Stokes位移还会导致发光量子效率高，温度稳定性优良，如Sr2Si5N8:Eu2+在150 ℃量子效率仅降低百分之几，即使在200 ℃时，量子效率>90%。
Ce3+在M2Si5N8(M=Ca，Sr，Ba)的溶解度则要小得多，[63] Ce3+，Li+共掺的M2Si5N8(M=Ca，Sr，Ba)在蓝光范围(400～450 nm)有强的吸收带，特别是Sr2Si5N8:Ce，Li有1个位于375 nm与420nm强而宽的吸收峰，M=Ca，Sr，Ba 时，Ce3+激活M2Si5N8的发光材料分别在470，553 nm 与451 nm 呈现出宽发射峰。
[63] J Lumin, 2006, 116: 107–116.Eu2+在CaAlSiN3基质中呈现红色发光(λmax≈650nm)，[58,64]其激发光谱可从UV延展到绿光区(≈600nm)，适合于蓝光和紫外芯片。
最佳Eu2+含量为1.6%，随Eu2+含量增加，发射光谱红移。
在460 nm蓝光激发下，如果以YAG:Ce 为100%，Ca2Si5N8: 0.008Eu2+的量子效率达到102%，而CaAlSiN3: 0.008Eu2+则可达到155%。
特别是其温度特性优良，Ca2Si5N8:0.008Eu2+在150 ℃的发光效率只有室温的66%，CaSiN2:0.003Eu2+的只有室温的26%，而CaAlSiN3:0.008Eu2+的则可达到室温的83%。
黄色Ca-α-sialon: 0.07Eu2+(m=1.86，n=0.98)和红色CaAlSiN3:Eu2+发光材料封装成暖白色白光LED，量子效率可达95%，封装后的白光LED 色坐标为(0.458，0.414)，色温为2 750 K，发光效率为25.9 lm/W，R a=82～88，而且，其色度稳定性非常好。
M2Si5N8(橙红色发光)和MSi2O2N2(黄绿色发光)，得到了发光效率高(25lm/W)，显色性能好(CCT=3 200 K，R a>90)，色彩稳定性高的白光LED。
BaSi2O2N2:Eu2+(蓝绿色)，β-sialon: Eu2+(绿色)，α-sialon:Eu2+(黄色)，和CaAlSiN3:Eu2+(红色)与蓝光LED芯片制备出了显色指数R a=95～98，发光效率28～35 lm/W的白光LED。