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!

    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 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)»