含硅氮/氧化物基质白光发光二极管发光材料的研究进展

罗昔贤

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白光发光二极管(light emitting diode,LED)应用于常规照明的快速发展需要具有"暖"白光输出的高功率白光LED,而目前常用的氧化物基质发光材料,如:铈掺杂钇铝石榴石(cerium doped yttrium aluminum garnet,YAG:Ce)及Eu2+激活碱土硅酸盐很难满足该要求。因此,发展具有红色发光成分和优越温度特性的发光材料是当务之急。以SiO2,Si2N2O和Si3N4为基本反应单元,它可以与M'2O(M'=碱金属)、MO(M=碱土金属及Zn等)、Re2O3(Re=稀土,Al,B)、M'3N、M3N2、ReN、AlN及BN等反应,生成一系列的硅氮/氮氧化物基质发光材料,如:M'Si2N3,MSiN2,M2Si5N8,MSi2N5,Si3N4·ReN,Si3N4·2ReN,Si3N4·3ReN,Si3N4·6ReN,MReSi4N7,MAlSiN3,Si2N2O·MO,Si2N2O·3MO,Si2N2O·Re2O3,Si2N2O·2Re2O3,Si3N4·2MO,Si3N4·Re2O3,2Si3N4·Re2O3和SiO2·ReN……这些以(Si,Al)(O,N)4四面体为结构基元的硅氮化合物,具有比氧化物更高的化学稳定性及更强的共价性;某些5d→4f跃迁的稀土离子,如:Eu2+,Ce3+和Yb2+,在该基质材料中具有很宽的激发带和高效的长波长发射特性,并且它们的组成可以在很宽的范围变化而不改变其晶体结构,因此可实现从绿色到红色光谱范围的发光,如:氮氧化物可实现黄绿色发光,而纯氮化物可实现红色发光。因而,用该硅氮化合物发光材料封装的白光LED可实现"冷"白到"暖"白光输出,且对温度和驱动电流的变化不敏感,是目前色彩稳定性最高的白光–LED。本文综合评述了近年来硅氮/氮氧化物基质白光LED发光材料的研究结果与最近进展,系统地归纳、总结了硅氮/氮化物基质白光LED发光材料的晶体结构、发光性能、以及应用特性,并分析了目前国际上对该材料的研究动态及应用情况。

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来源
《硅酸盐学报》 |2008年第9期|1335-1342|共8页
作者
罗昔贤;
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作者单位

大连海事大学物理系光电子技术研究所;

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正文语种 chi
中图分类凝聚态物理学;
关键词
白光发光二极管; 硅氮化物; 宽激发带发光材料;

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