Нагревание светодиодных люминофоров при преобразовании энергии возбуждения в люминесценцию

Цзюй Янян
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………… 5
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ПРОБЛЕМЕ………………………….. 13
1.1 Светодиоды. Принципы работы ………………………………………. 13
1.2 Белый светодиод ……………………………………………………….. 17
1.2.1 Люминофоры для белого светодиода ………………………………… 21
1.3 Зависимость излучения СД от температуры………………………….. 27
1.3.1 Зависимость излучательных характеристик чипа от режимов
питания…………………………………………………………………… 28
1.3.2 Отвод тепла от СД………………………………………………………. 30
1.3.3 Теплоотвод………………………………………………………………. 33
1.3.4 Методы измерения температуры люминофора в СД………………… 34
1.4 Влияние температуры на люминесценцию ИАГ:Се люминофоров… 37
1.4.1 Энергетическая структура иона Ce3+ в решётке иттрий
алюминиевого граната………………………………………………….. 40
1.4.2 Механизм температурного тушения люминесценции YAG
люминофора……………………………………………………………… 43
1.5 Выводы по главе 1………………………………………………………. 44
2 МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ. МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЙ СТРУКТУРЫ ЛЮМИНОФОРОВ………………. 46
2.1 Люминофоры для исследований………………………………………. 47
2.2 Морфология исследованных люминофоров……………………….….. 48
2.3 Элементный анализ люминофоров……………………………………. 52
2.3.1 Энергодисперсионный анализ при электронном возбуждении…… 52
2.4 Рентгеноструктурный анализ (XRD)…………………………………… 54
2.5 Выводы по главе 2………………………………………………………. 56
3 ИЗЛУЧАТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ИАГ ЛЮМИНОФОРОВ………… 57
3.1 Спектры возбуждения и люминесценции……………………………… 58
3.2 Спектры катодолюминесценции………………………………………. 66
3.3 Энергетический выход излучения люминофоров…………………….. 67
3.4 Цветовые характеристики исследованных люминофоров…………… 73
3.5 Кинетика релаксации люминесценции………………………………… 74
3.6 Выводы по главе 3………………………………………………………. 81
4 ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ ВОЗБУЖДЕНИЯ В ЛЮМИНОФОРЕ СД…….. 83
4.1 Модель расчёта потерь энергии возбуждения………………………… 84
4.2 Расчёт минимальных потерь энергии при преобразовании………….. 90
4.3 Экспериментальная проверка нагрева люминофора при
возбуждении…………………………………………………………….. 95
4.4 Выводы по главе 4……………………………………………………… 101
5 ТЕМПЕРАТУРНОЕ ТУШЕНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ИАГ:Се
ЛЮМИНОФОРОВ……………………………………………………… 103
5.1 Зависимость спектров люминесценции от температуры…………….. 103
5.2 Результаты исследования температурной зависимости тушения
люминесценции…………………………………………………………. 110
5.3 Зависимость цветности излучения от температуры………………….. 113
5.4 Модель температурного тушения люминесценции в ИАГГ:Се3+…… 116
5.5 Выводы по главе 5……………………………………………………….. 119
6 ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛЮМИНОФОРА ЗА СЧЁТ
ЭНЕРГИИ, ВЫДЕЛЯЮЩЕЙСЯ ПРИ ПРЕОБРАЗОВАНИИ
ИЗЛУЧЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ……………………………………….. 121
6.1 Методика измерения температуры нагрева…………………………… 124
6.2 Кинетика тушения люминесценции при воздействии лазерного
излучения………………………………………………………………… 128
6.3 Обсуждение результатов исследования влияния воздействия
лазерного излучения на тушение люминесценции…………………… 132
6.4 Выводы по главе 6………………………………………………………. 136
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….…… 138
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ………….…… 144
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………….… 145

Актуальность темы исследования. Белые светодиоды (светодиоды,
излучающие свет во всём видимом диапазоне, БСД) впервые появились в 1996
году, имели световую отдачу 5 Лм/Вт. За последние 20 лет был достигнут большой
прогресс в их совершенствовании. Световая отдача современных БСД
приближается к 150 Лм/Вт. Современные БСД значительно превосходят по своим
характеристикам другие источники света: лампы накаливания, люминесцентные,
газоразрядные. Основными функциональными элементами БСД являются чип и
люминофор, преобразующий УФ или синее излучение чипа в люминесценцию.
Эффективность преобразования подводимой светодиодом электроэнергии в
световую определяется чипом и люминофором, цветовые характеристики –
люминофором, старение – в основном люминофором. Этим обусловлен большой
интерес к изучению люминофоров, разработке новых люминофоров и технологий
синтеза люминофоров. В настоящее время, с точки зрения эффективности и
стабильности самыми распространёнными и перспективными для БСД являются
люминофоры на основе иттрий-алюминиевого граната (ИАГ, YAG),
активированного ионами Ce3+ (Y3Al5O12:Се).
Люминофоры на основе YAG:Ce возбуждаются свечением чипов на основе
InGaN/GaN, излучающих в синем спектральном диапазоне; излучают в широкой
видимой области спектра с максимумом около 550 нм; отличаются высокой
химической и оптической стабильностью, коротким временем жизни центров
свечения в возбуждённом состоянии. С введением активаторов, соактиваторов,
модификаторов возможно смещение полосы излучения в диапазоне от 525 до 585
нм, изменение формы полосы и, соответственно, цветовой температуры в
диапазоне от 5000 до 6500 К.
К настоящему времени уже достигнут большой прогресс в повышении
излучательных и эксплуатационных характеристик чипов на основе InGaN/GaN.
Способствует этому развитие различных технологий в выращивании (создании)
гетероструктур. Современные чипы обеспечивают высокие излучательные
характеристики.
Активно ведётся разработка новых люминофоров, технологии их синтеза.
Необходимы люминофоры с различными спектральными характеристиками для
разных назначений. Растёт световая отдача БСД, увеличиваются требования к
качеству света, цветовым характеристикам БСД, которые определяются в
основном люминофором. Поэтому поиск путей совершенствования излучательных
характеристик люминофоров является актуальной задачей для современной
светодиодной промышленности.
Одной из важнейших характеристик люминофоров, влияющих на
функциональные свойства светодиодов, является зависимость излучательных
характеристик от температуры. С ростом температуры наблюдается тушение

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Радиационное упрочнение и оптические свойства материалов на основе SiO2
    📅 2022год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
    Особенности формирования реальной структуры эпитаксиальных CVD-пленок алмаза с природным и модифицированным изотопным составом
    📅 2021год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
    Исследование комплексной диэлектрической проницаемости конденсированных сред на основе новых методов терагерцовой импульсной спектроскопии
    📅 2021год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»