Ce,Mn:YAG单晶的生长及光学性能

doi:10.7503/cjcu20130097

高等学校化学学报 ›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (8): 1826.doi: 10.7503/cjcu20130097

• 研究论文: 无机化学 • 上一篇下一篇

Ce,Mn:YAG单晶的生长及光学性能

张志敏¹, 梁晓娟¹, 赵斌宇², 陈兆平¹, 刘炳峰¹, 钟家松², 向卫东¹, 吕春燕³

1. 温州大学化学与材料工程学院, 温州 325035;
2. 同济大学材料科学与工程学院, 上海 200092;
3. 湖州师范学院化学系, 湖州 313000

收稿日期:2013-01-28 出版日期:2013-08-10 发布日期:2013-07-19
通讯作者: 梁晓娟,女,研究员,主要从事无机光电材料的研究.E-mail:lxj6126@126.com;向卫东,男,博士,教授,主要从事LED相关无机光电材料的研究.E-mail:xiangweidong001@126.com E-mail:lxj6126@126.com;xiangweidong001@126.com
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 51172165); 浙江省自然科学基金重点项目(批准号: Z4110347); 浙江省自然科学基金(批准号: LY12E02002); 温州市科技局计划项目(批准号: G20090082)和湖州市自然科学基金(批准号: 2011YZ02)资助.

Growth and Luminescence Properties of Ce,Mn: YAG Single Crystal

ZHANG Zhi-Min¹, LIANG Xiao-Juan¹, ZHAO Bin-Yu², CHEN Zhao-Ping¹, LIU Bing-Feng¹, ZHONG Jia-Song², XIANG Wei-Dong¹, LÜ Chun-Yan³

1. College of Chemistry and Materials Engineering, Wenzhou University, Wenzhou 325035, China;
2. College of Materials Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China;
3. Department of Chemistry, Huzhou Teachers College, Huzhou 313000, China

Received:2013-01-28 Online:2013-08-10 Published:2013-07-19
Contact: Xiang Weidong E-mail:lxj6126@126.com;xiangweidong001@126.com

摘要/Abstract

摘要：

采用提拉法生长了白光发光二极管(LED)用Ce,Mn: YAG单晶, 通过X射线衍射(XRD)测试、 X射线吸收精细结构(XAFS)测试、吸收光谱和激发发射光谱对其晶相结构、掺杂Mn的价态和光谱特性进行了表征, 并研究了晶片厚度及驱动电流的变化对LED器件光电性能的影响. 在460 nm蓝光的激发下, Ce,Mn: YAG单晶的发射光谱可由中心波长526和566 nm的宽带发射峰复合而成. XAFS测试结果表明, 所得单晶中掺杂Mn的价态以正二价为主. 由于Ce³⁺和Mn²⁺在YAG单晶中存在能量传递, 荧光光谱中566 nm处的橙色发射峰对应于Mn²⁺离子⁴T₁→⁶A₁能级的辐射跃迁.

关键词: 白光LED, 钇铝石榴石, 晶体生长, 光学性能

Abstract:

Ce,Mn: YAG single crystal for white light emitting diode(LED) was grown by Czochralski method. The structure, valence states of doped Mn and optical properties of the samples were characterized by X-ray diffraction(XRD), X-ray absorption fine structure(XAFS), absorption and photoluminescence spectra. The photoelectric parameters of white LED were also measured by changing the thickness of single crystal and the driving current. Ce,Mn: YAG single crystal shows a broad emission band peak around 526 nm and 566 nm under blue light of 460 nm. The XAFS result shows that the valence states of doped Mn are mostly Mn²⁺ in the Ce,Mn: YAG. Due to the effective energy transfer between Ce³⁺ and Mn²⁺ in YAG single crystal, the bright orange luminescence in the bands peaked at 566 nm are caused by the ⁴T₁→⁶A₁ radiative transitions of Mn²⁺.

Key words: White light emitting diode, Yttrium aluminum garnet, Crystal growth, Luminescence property

中图分类号:

TrendMD:

张志敏, 梁晓娟, 赵斌宇, 陈兆平, 刘炳峰, 钟家松, 向卫东, 吕春燕. Ce,Mn:YAG单晶的生长及光学性能. 高等学校化学学报, 2013, 34(8): 1826.

ZHANG Zhi-Min, LIANG Xiao-Juan, ZHAO Bin-Yu, CHEN Zhao-Ping, LIU Bing-Feng, ZHONG Jia-Song, XIANG Wei-Dong, LÜ Chun-Yan. Growth and Luminescence Properties of Ce,Mn: YAG Single Crystal. Chem. J. Chinese Universities, 2013, 34(8): 1826.

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Ce,Mn:YAG单晶的生长及光学性能

Growth and Luminescence Properties of Ce,Mn: YAG Single Crystal

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