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!

    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    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
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 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
    Шиленок В. КГМУ 2017, Лечебный , выпускник
    5 (20 отзывов)
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертац... Читать все
    Здравствуйте) Имею сертификат специалиста (врач-лечебник). На данный момент являюсь ординатором(терапия, кардио), одновременно работаю диагностом. Занимаюсь диссертационной работ. Помогу в медицинских науках и прикладных (хим,био,эколог)
    #Кандидатские #Магистерские
    13 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

    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)»