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研究生: 施力勝
Shih, Li-Sheng
論文名稱: 矽酸鋅摻雜錳、銪螢光粉體之發光特性研究
Luminescence Properties of Manganese and Europium Doped Zinc Silicate Phosphors
指導教授: 朱聖緣
Chu, Sheng-Yuan
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 71
中文關鍵詞: 矽酸鋅固態法
外文關鍵詞: zinc silicate, solid-state reaction
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  • 過渡元素與稀土元素摻雜矽酸鋅主體是良好的發光材料。利用UV光或陰極射線激發矽酸鋅摻雜錳螢光粉體放射出高效率的綠光,所以廣泛應用在CRT、電漿電視。矽酸鋅摻雜銪螢光粉體為良好的紅光材料,也被應用於一般TV電視和CRT。
    本研究利用固態法合成矽酸鋅摻雜錳、銪離子,探討不同摻雜量對矽酸鋅螢光主體之發光特性與結構特性。在錳添加量為4mol%時有最佳之綠光發光強度,在銪添加量為5mol%時有最佳之紅光發光強度。本實驗也發現矽酸鋅摻雜錳離子在反應持溫時間12小時有最佳之發光特性。
    最後探討利用不同錳離子起始原物料對矽酸鋅主體發光特性與結構特性之影響,發現氧化錳發光特性比碳酸錳強,但主要放射波段並無改變。

    Transition and rare-earth ions doped zinc silicates are efficient lumi- nescent materials. Mn2+ doped Zn2SiO4 phosphors emit green light when excited by UV light or cathode ray. These materials have been widely in- vestigated in cathode ray tubes (CRTs) and plasma display panels due to their high luminescence efficiency. Similarly, Zn2SiO4:Eu3+ has strong emission in the red, and that make it applicable to TV and CRT screen.
    In this thesis,We studied manganese and europium ion doped zinc silicates by solid state reaction in air atmosphere, and investigated the characterrization of luminescence and structure in zinc silicates with different dopant amount. There is an efficient green light when the man- ganese doped is 4mol%. Similarly, the efficient red light is happened when the europium doped is 5mol%. Zn2SiO4:Mn2+ is efficient lumine- scent materials when the lasting temperature is 12hr.
    Last, we studied that the influence of luminescence in zinc silicates by different original material of manganese. The luminescence property of MnO in zinc silicates is better than MnCO3, but that is not effects the emission spectra.

    摘要 I Abstract II 表目錄 VII 圖目錄 IX 第一章 緒論 1 1-1前言 1 1-2研究動機與目的 2 第二章 理論基礎 3 2-1 螢光粉之介紹 3 2-1-1 螢光體發光原理與過程 4 2-1-1-1 螢光體能量之激發與吸收 4 2-1-1-2 螢光放射和非輻射轉移 6 2-1-1-3 螢光材料之光學躍遷[5] 8 2-1-2 螢光體性質 9 2-1-2-1 主體晶格對光譜之影響[6] 9 2-1-2-2 螢光效率 10 2-1-2-3 發光亮度與濃度效應 10 2-1-3 發光中心之種類與原理[6] 11 2-1-4 螢光材料的種類與應用 13 2-1-5 濃度消光理論 15 第三章 實驗參數與研究方法 17 3-1 實驗藥品 17 3-2 實驗步驟 17 3-3 量測系統及特性分析 18 3-3-1量測儀器設備 18 3-3-2特性分析 18 3-3-2-1結構分析 19 3-3-2-2 光學性質分析 20 3-3-2-3 SEM表面分析 23 3-3-2-4 衰減期分析 23 第四章 結果與討論 25 4-1 矽酸鋅螢光粉體合成之研究 25 4-2 固態法合成Zn2SiO4:Mn2+螢光粉體 25 4-2-1 Zn2SiO4:Mn2+螢光粉體之XRD分析 25 4-2-2 ZnSiO4:Mn2+螢光粉體之光激發光譜(Photoluminescence;PL)分析 28 4-2-3 Zn2SiO4:Mn2+螢光粉體之SEM分析 30 4-2-4 Zn2SiO4:Mn2+螢光粉體之Decay time分析 31 4-2-5 Zn2SiO4:Mn2+螢光粉體之C.I.E座標 32 4-3 固態法合成Zn2SiO4:Eu3+螢光粉體 33 4-3-1 Zn2SiO4:Eu3+螢光粉體之XRD分析 33 4-3-2 ZnSiO4:Eu3+螢光粉體之光激發(Photoluminescence;PL)分析 33 4-3-4 Zn2SiO4:Eu3+螢光粉體之Decay time分析 34 5-1結論 35 5-2未來展望 36 參考文獻 70

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    校外:2106-08-24公開
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