白光LED用几种典型发光材料的制备 9787122195197 化学工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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董丽敏 著

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• 化学工业出版社
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• 荧光粉
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出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122195197

商品编码：29220530091

包装：平装

出版时间：2014-04-01

基本信息

书名：白光LED用几种典型发光材料的制备

定价：49.00元

作者：董丽敏

出版社：化学工业出版社

出版日期：2014-04-01

ISBN：9787122195197

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书主要包括：白光LED及发光材料概述；发光材料的制备技术、几种稀土离子的跃迁及光谱特性、WLED用红色发光材料的制备、WLED用绿色发光材料的制备、蓝色及单一基质白色发光材料的制备。
　　本书为作者多年科研成果的结晶。以不同基体分布章节，以各个体系充实每个章节，并配外*的研究成果，形式新颖，内容详实，通俗易懂，为广大发光材料方向的教师、学生及研究人员提供较好的阅读参考价值。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《白色LED照明技术与材料》 引言： 光，作为人类感知世界的主要媒介，其品质的优劣直接影响着我们的视觉舒适度、生活质量乃至身心健康。长期以来，白炽灯和荧光灯等传统照明光源，虽然在一定程度上满足了照明需求，却也伴随着能耗高、寿命短、光谱不均等诸多弊端。随着科技的飞速发展，以发光二极管（LED）为代表的新型固态照明技术应运而生，并以其卓越的节能、长寿命、高效率、环保等优势，正以前所未有的速度颠覆着全球的照明格局。而其中，白色LED作为最受关注和应用最广泛的一类，其背后凝聚着材料科学、半导体物理、光学工程等众多前沿领域的智慧结晶。本书旨在深入剖析白色LED的核心技术，特别是围绕其发光材料的制备原理、关键工艺和发展趋势，为读者呈现一幅全面而详实的白色LED技术图景。 第一章：白色LED技术概述 本章首先对LED（Light Emitting Diode）这一半导体发光器件的基本原理进行阐述。我们将从PN结的形成、载流子注入、辐射复合等微观层面，解释LED是如何将电能转化为光能的。在此基础上，引出不同颜色LED的发光机制，包括直接带隙半导体材料（如GaN、GaAs、GaP等）的能带结构及其在发光过程中扮演的角色。 随后，我们将聚焦于白色LED的实现途径。鉴于直接发出白光的LED技术尚未成熟且面临诸多挑战，目前主流的白色LED发光原理主要依赖于两种策略：一是“荧光粉转换法”，即利用蓝色或紫外光LED芯片激发荧光粉，通过荧光粉的多色混合或荧光特性实现白光输出；二是“混色法”，即通过集成红、绿、蓝（RGB）三原色LED芯片，通过精确控制各颜色LED的亮度，混合得到白光。本书将重点围绕应用更为广泛的“荧光粉转换法”进行深入探讨，因为它直接关系到发光材料的制备和性能。 本章还将简要介绍白色LED在发展历程中遇到的关键技术瓶颈，如色温稳定性、显色指数（CRI）、光效（lm/W）的提升，以及驱动电路、封装技术等方面的发展。通过宏观的视角，为读者建立对白色LED技术整体的认知框架。 第二章：蓝色/紫外光LED芯片的制备 作为白色LED的核心光源，“蓝色/紫外光LED芯片”的性能直接决定了最终白色LED的光效和色度。本章将详细介绍这类芯片的制备技术。 我们将从LED芯片的材料体系入手，重点讲解目前主流的III-V族氮化物半导体材料，尤其是氮化镓（GaN）及其固溶体（如InGaN、AlGaN）在蓝色LED中的应用。我们将深入探讨MOCVD（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition）和MBE（Molecular Beam Epitaxy）等外延生长技术，以及它们在高质量GaN基薄膜生长、量子阱结构（MQW）构建中的关键作用。 内容将涵盖： 衬底材料的选择与制备： 如蓝宝石（Al₂O₃）、碳化硅（SiC）等衬底对GaN外延生长的影响，以及衬底缺陷如何转化为LED器件的性能问题。 缓冲层技术： 低温AlN或GaN缓冲层的引入，如何有效降低外延层与衬底之间的失配应力，提高外延层质量。 p-n结的形成： N型和p型掺杂技术，硅（Si）和镁（Mg）等掺杂剂在GaN中的掺杂机理，以及如何实现均匀的掺杂分布。 量子阱（MQW）结构的设计与生长： InGaN/GaN量子阱是如何产生蓝光发射的，In组分、阱宽、垒宽等参数对发光波长和效率的影响。 LED芯片的结构设计： P型接触层、窗口层、光提取结构（如台面化、粗糙化表面）等，以及它们如何影响器件的电学和光学性能。 芯片的键合与封装： 芯片的电极连接、固定以及导热、导电封装材料的选择，如何保证LED的长期稳定工作。 第三章：荧光粉——白色LED发光材料的核心 荧光粉是实现白色LED“发光颜色转换”的关键材料，其性能直接影响着白色LED的色温、显色指数、光效和寿命。本章将对用于白色LED的荧光粉进行深入的介绍。 我们将从荧光粉的基本原理讲起，阐述其发光机理——吸收高能量光子（通常来自蓝色或紫外光LED芯片），然后通过电子跃迁和能量传递，发射出较低能量的光子。 本章将详细介绍以下几种典型的荧光粉材料： 铈（Ce³⁺）激活的钇铝石榴石（Y₃Al₅O₁₂）荧光粉（YAG:Ce）： 这是最常见、应用最广泛的黄色荧光粉。我们将探讨其合成方法（如固相反应法、共沉淀法、水热法等），晶体结构，Ce³⁺的掺杂浓度对发光光谱的影响，以及其在红外线吸收、热稳定性、光衰减等方面的表现。 氮化物和氧氮化物荧光粉： 随着白色LED对高显色性、高色温的需求不断提升，氮化物荧光粉（如Eu²⁺激活的(Ca,Sr)AlSiN₃，即CASN/CSN）和氧氮化物荧光粉（如Eu²⁺激活的(Ba,Sr)₂SiO₄，即BSSN）逐渐受到重视。我们将深入分析它们的合成工艺，晶体结构特点，Eu²⁺的配位环境对其发光光谱的影响，以及它们在实现宽色域、高显色性方面的优势。 硅酸盐和铝酸盐荧光粉： 例如Eu²⁺激活的Sr₂Al₂SiO₇（SAS）等。我们将讨论这些材料的制备条件，发光中心Eu²⁺的电子结构，以及它们在不同发光波段的适用性。 量子点（Quantum Dots, QDs）： 作为新一代的发光材料，量子点以其可调的带隙、窄而对称的发光光谱、高荧光量子产率等特性，在实现高显色指数（CRI）和宽色域的白色LED方面展现出巨大的潜力。本章将介绍量子点的制备方法（如热注入法、微波法），其尺寸效应与发光波长的关系，以及在LED封装中的应用挑战。 在介绍具体荧光粉的同时，我们将深入探讨影响荧光粉性能的关键因素，包括： 激发光谱与发射光谱的匹配： 荧光粉的激发光谱需要与LED芯片的发射光谱良好重叠，以最大化能量传递效率。 荧光量子产率： 决定了荧光粉的转化效率，是衡量荧光粉性能的重要指标。 热稳定性： 在LED工作过程中，温度升高会影响荧光粉的发光效率和光谱，因此良好的热稳定性至关重要。 光稳定性（光衰减）： LED长期工作过程中，荧光粉可能会发生光化学反应，导致发光效率下降，即光衰。 显色指数（CRI）的调控： 通过选择不同颜色、具有互补发光特性的荧光粉组合，可以有效地提高白色LED的显色指数，使其更接近自然光。 色温的控制： 不同荧光粉的组合以及它们各自的峰值发射波长，决定了最终混合得到白光的色温，例如暖白、自然白、冷白等。 第四章：新型发光材料的探索与发展 除了上述几种典型荧光粉，本章将目光投向更具前瞻性的新型发光材料，它们代表着未来白色LED技术的发展方向。 无机纳米晶体： 除了量子点，其他类型的无机纳米晶体，如磷酸盐、氧化物等，在作为荧光粉的应用潜力。 有机发光材料（OLED）： 虽然OLED主要以自发光器件形式出现，但一些有机发光材料也被研究用于与LED芯片结合，实现特定的发光效果。 稀土离子掺杂材料的创新： 探索新型的主体材料和激活离子组合，以获得更高效率、更稳定、更具特性的发光。 多色混合荧光粉系统： 研究更复杂的荧光粉配方，通过精确调控，实现更宽的光谱覆盖，进而提升显色指数和色彩饱和度。 近紫外（NUV）LED配合荧光粉的方案： 探讨使用NUV LED作为激发源，配合能够发出宽光谱的荧光粉，实现高品质白光LED的可能性。 本章将着重介绍这些新型材料的研究进展、潜在优势以及面临的挑战，包括它们的制备方法、发光机理、稳定性评估以及与现有LED器件的集成性等。 第五章：白色LED器件的封装与集成 光有优质的发光材料是不够的，如何将这些发光材料有效地封装到LED器件中，使其能够稳定、高效地工作，是实现高性能白色LED的关键环节。本章将从器件封装的角度，介绍相关技术。 荧光粉分散与固化技术： 荧光粉如何均匀地分散在透明的封装树脂（如硅胶、环氧树脂）中，以及如何进行有效的固化，以避免荧光粉沉降、聚集，影响光输出和色度一致性。 封装结构设计： 采用什么样的封装腔体、反射杯结构，如何优化光路设计，以最大化光提取效率，减少光损失。 热管理： LED工作过程中会产生大量的热量，如何通过封装材料和结构设计，有效地将热量导出，避免过热导致器件性能衰减和寿命缩短。 色度一致性控制： 在批量生产中，如何保证不同批次、不同器件的色温和显色指数保持一致，这需要精密的荧光粉配比和严格的工艺控制。 可靠性测试与寿命评估： 对封装后的白色LED器件进行各种环境应力（如高温、高湿、高低温循环、光老化等）下的可靠性测试，以及对寿命进行评估。 结论与展望： 本书的最后，将对当前白色LED发光材料制备技术进行总结，并对未来的发展趋势进行展望。我们将探讨在更高光效、更高显色指数、更长寿命、更低成本等目标驱动下，发光材料领域可能出现的突破性进展。例如，新型量子点材料的设计与合成，固态照明向更高品质、更智能化方向的发展，以及在特殊应用领域（如植物照明、医疗照明、显示照明）对发光材料的特殊需求。 通过对白色LED核心发光材料的深入解析，本书旨在为读者提供一个全面、系统、前沿的知识体系，助力于推动白色LED照明技术的持续创新与发展。

评分☆☆☆☆☆

一本关于白光LED发光材料的书，光看书名就觉得内容会比较硬核，专业性很强。我个人是对LED技术一直很感兴趣，尤其是白光LED，因为它在我们日常生活中应用太广泛了，从照明到显示屏，简直无处不在。这本书的标题“白光LED用几种典型发光材料的制备”听起来就直击核心，而且“制备”这个词暗示了会有关于材料合成、生长工艺等方面的详细介绍，这正是我想深入了解的。我特别好奇书中会重点介绍哪些“典型”发光材料，是磷光体、量子点，还是其他一些新兴的材料体系？这些材料的化学成分、晶体结构，以及它们是如何通过精确的化学反应和物理过程被“制备”出来的，是我非常想知道的。不知道这本书会不会涉及一些制备过程中的关键参数控制，比如温度、气氛、反应时间等，以及这些参数对最终材料性能的影响。还有，对于“制备”过程的表征手段，比如XRD、SEM、TEM、PL谱等，书里会不会有所提及？这些都是理解发光材料性能与制备工艺之间关系的重要环节。总之，我对这本书充满了期待，希望它能为我打开一扇深入理解白光LED发光材料世界的大门，让我在技术层面有更深的认知。

评分☆☆☆☆☆

读了这本《白光LED用几种典型发光材料的制备》，感觉这本书的内容虽然聚焦在“制备”上，但其背后所蕴含的材料科学和化学原理却非常丰富。我一直在思考，究竟是什么样的化学机制让这些材料能够发出白光？这本书有没有深入探讨量子力学在发光过程中的作用？比如，能量传递、激子形成、弛豫过程等等。我个人对“量子点”这种发光材料特别感兴趣，它们独特的尺寸效应和高效的发光特性，让它们在LED领域展现出巨大的潜力。我特别想知道，书中对于量子点的制备，是侧重于溶液法还是气相法？不同制备方法会带来什么样的性能差异？比如，量子点的尺寸分布、表面配体、以及它们的光致发光量子效率等，这些都是影响LED性能的关键因素。而且，制备过程中的“稳定性和环境适应性”也是一个非常重要的问题，不知道书中会不会讨论如何提高这些发光材料的稳定，比如抗湿、抗热、抗紫外线等。这对于LED器件的长期可靠性至关重要。这本书能够触及到这些深层次的科学问题，我感到非常欣慰，相信能从中获得不少启发。

评分☆☆☆☆☆

对于《白光LED用几种典型发光材料的制备》这本书，我最期待的是它能提供一些关于“制备”过程中，如何克服现有技术瓶颈的见解。尤其是在提高白光LED的发光效率和寿命方面，一直存在着挑战。比如，荧光粉的光致衰减问题，也就是在高功率驱动下，发光效率会随之下降，这被称为“效率滚降”。不知道书中在介绍特定发光材料的制备时，是否会讨论如何通过改进材料的微观结构、优化掺杂机制，或者使用特殊的包覆层技术来抑制效率滚降？另外，对于LED器件的长期稳定性，材料的热稳定性和化学稳定性至关重要。如果制备的材料在高温高湿环境下容易分解或变质，那LED的寿命就会大打折扣。这本书能不能提供一些关于提高材料稳定性的“制备”思路？例如，通过改变晶格结构，引入稳定剂，或者开发更耐用的表面钝化技术？我希望能在这本书中找到一些切实可行的解决方案，为LED技术的进一步发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目《白光LED用几种典型发光材料的制备》让我联想到很多关于材料选择和优化的考量。白光LED通常是通过蓝光LED芯片激发荧光粉来发出白光，或者通过红绿蓝三色LED芯片混合发出白光。这本书既然是讲“发光材料的制备”，我想它一定会详细介绍荧光粉的合成。比如，传统的铈激活的钇铝石榴石（YAG:Ce）荧光粉，以及一些氮化物、硅酸盐、氟化物等新型荧光粉。这些荧光粉的粒径、形貌、晶体结构、以及掺杂离子的种类和浓度，都会直接影响到它们的色温、显色指数和发光效率。这本书会不会分享一些关于如何调控这些参数，从而实现特定发光性能的“制备”技巧？我特别想了解，有没有一些“绿色化学”的制备方法，能够减少对环境的污染，或者提高材料的能量转化效率？毕竟，材料的制备过程本身也是能源消耗和环境影响的重要环节。如果书中能对这些方面有所涉及，那这本书的价值就不仅仅是技术层面的，更包含了可持续发展的理念。

评分☆☆☆☆☆

听到《白光LED用几种典型发光材料的制备》这个书名，我脑海中立刻浮现出各种复杂的化学反应和精密的物理过程。作为一名曾经接触过材料合成的研究者，我深知“制备”二字背后所蕴含的艰辛和智慧。这本书的重点在于“几种典型发光材料”，这暗示着它不会泛泛而谈，而是会选取一些具有代表性、应用广泛或者具有前沿性的材料进行深入剖析。我特别好奇书中会如何去“制备”这些材料，是采用固相反应法、溶胶-凝胶法、水热法，还是其他更为先进的合成技术？对于每种制备方法，它会详细介绍实验步骤、反应机理、以及关键的工艺参数控制吗？而且，除了基本的合成，对材料进行“表征”也是必不可少的环节。不知道书中是否会详细阐述如何利用各种分析手段，如X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、光致发光光谱（PL）等，来评价制备出的发光材料的结构、形貌、光学性能等，并分析这些性能与制备工艺之间的关系。一本好的材料制备的书，应该能够清晰地展现从“原料”到“成品”，再到“性能评价”的完整链条，这本书似乎能做到这一点。