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研究生：	謝沛宏 Hsieh, Pei-Hung
論文名稱：	ANbO3：Er3+ ( A = Li, Na, K )螢光性質之研究 Luminescence Properties of ANbO3：Er3+ ( A = Li, Na, K ) 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：	2005
畢業學年度：	93
語文別：	中文
論文頁數：	75
中文關鍵詞：	螢光體
外文關鍵詞：	phosphor
相關次數：	點閱：29 下載：1
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　　本研究以固態反應法合成NaNbO3：Er3+及LiNbO3：Er3+，探討其於383 nm左右波長UV光激發光源下，Er3+摻雜濃度、主體變化、燒結條件對合成螢光體之晶體結構、粒徑大小及螢光體發光特性之影響。

　　以固態反應法合成之NaNbO3：Er3+及LiNbO3：Er3+螢光體於383 nm左右之激發光源，皆有放射綠光的現象 ( 520 nm ~ 570 nm )。主體的改變造成激發光譜和放射光譜的變化。NaNbO3：Er3+其548.3 nm放射強度 (λex = 384 nm )與LiNbO3：Er3+其551.2 nm放射強度(λex = 384.7 nm )是隨燒結溫度之增加而增加，亦隨Er3+ ( 0.3 ~ 5 mol% )摻雜濃度之增加而增加，分別在3 mole% 與0.5 mole% 摻雜時有最大放射強度。

　NaNbO3：Er3+ and LiNbO3：Er3+ phosphors were synthesized by solid state method. Effects of the contents of Er2O3, variation of host and sintering temperature on the phosphors crystallization, particle size, shape and photoluminescence properties were investigated.

　NaNbO3：Er3+ and LiNbO3：Er3+ phosphors both show emission behavior of green light ( 520 nm ~ 570 nm ) under excitation source about 383 nm UV light. The variation of hosts alters the excitation and emission spectrum. The emission intensity of NaNbO3：Er3+ ( at 548.3 nm , λex = 384 nm ) and LiNbO3：Er3+ ( at 551.2 nm , λex = 384.7 nm ) increases with sintering temperature and Er3+ dopants. The results show the strongest emission intensity occurs when doping 3 mol% and 0.5 mol% Er3+, respectively.

目錄
摘要.........................................................................Ⅰ
Abstract.....................................................................Ⅱ
誌謝.........................................................................Ⅲ
目錄.........................................................................Ⅳ
表目錄.......................................................................Ⅷ
圖目錄.......................................................................Ⅸ
第一章 緒論..................................................................01
1-1 前言.....................................................................01
1-2 簡介.....................................................................01
1-2-1 螢光體.................................................................01
1-2-2 鈮酸鉀.................................................................02
1-2-3 鈮酸鈉.................................................................03
1-2-4 鈮酸鋰.................................................................03
1-2-5 鉺元素.................................................................04
1-3 研究目的與動機...........................................................05
1-4 相關研究及文獻回顧.......................................................06
第二章 理論..................................................................07
2-1 螢光粉之介紹.............................................................07
2-2 螢光體發光原理與過程.....................................................10
2-2-1 螢光體能量之激發與吸收.................................................10
2-2-2 螢光放射和非輻射轉移...................................................11
2-2-3 螢光材料之光學躍遷.....................................................13
2-3 螢光體性質與量測.........................................................14
2-3-1 主體晶格對光譜之影響...................................................14
2-3-2 螢光效率...............................................................15
2-3-3 發光亮度與濃度效應.....................................................16
2-3-4 濃度淬滅...............................................................17
2-3-5 毒劑現象...............................................................18
2-3-6 熱消淬現象.............................................................18
2-3-7 亮度量測...............................................................18
2-3-8 放射光譜的量測.........................................................18
2-3-9 衰減期的量測...........................................................19
2-4 發光中心之種類與原理.....................................................20
2-5 螢光材料的種類與應用.....................................................22
2-6 稀土離子的發光特性.......................................................24
2.7 顯示器用螢光粉的製備要求.................................................25
第三章 實驗參數與研究方法....................................................27
3-1 實驗藥品.................................................................27
3-2 實驗步驟.................................................................27
3-3 儀器設備及特性分析.......................................................29
3-3-1 儀器設備...............................................................29
3-3-2 特性分析...............................................................29
3-3-2-1 結構分析.............................................................29
3-3-2-2 光學性質分析.........................................................30
第四章 結果與討論............................................................32
4-1 NaNbO3：Er3+與LiNbO3：Er3+...............................................32
4-1-1 NaNbO3：Er3+與LiNbO3：Er3+之相分析.....................................32
4-1-2 NaNbO3：Er3+與LiNbO3：Er3+之光致發光現象...............................32
4-1-3 NaNbO3：Er3+與LiNbO3：Er3+之SEM分析....................................35
4-2 ( NaxK1-x ) NbO3：3 mol% Er3+............................................36
4-2-1 ( NaxK1-x ) NbO3：3 mol% Er3+之相分析..................................36
4-2-2 ( NaxK1-x ) NbO3：3 mol% Er3+之光致發光現象............................36
4-2-3 ( NaxK1-x ) NbO3：3 mol% Er3+之SEM分析.................................37
4-3 ( LixK1-x ) NbO3：3 mol% Er3+............................................38
4-3-1 (LixK1-x)NbO3：3 mol% Er3+之相分析.....................................38
4-3-2 ( LixK1-x ) NbO3：3 mol% Er3+之光致發光現象............................38
4-3-3 ( LixK1-x ) NbO3：3 mol% Er3+之SEM分析.................................40
第五章 結論..................................................................41
參考文獻.....................................................................72

表目錄
表2-1 不同摻雜對LiNbO3、NaNbO3、KNbO3的研究..................................42
表2-1 可見光對應之波長.......................................................43

圖目錄
圖2-1 能量吸收轉換圖.........................................................44
圖2-2 螢光體中的能量傳遞圖...................................................44
圖2-3 解釋螢光體能量吸收與放射之組態座標圖...................................45
圖2-4 電子能量釋放示意圖.....................................................45
圖2-5 螢光體之Stokes shift 示意圖............................................46
圖2-6 不同偶合作用對發射峰寬度變化之影響.....................................46
圖2-7 非輻射能量轉移之三種原子能量座標圖.....................................47
圖2-8 固態發光材料中可能之躍遷現象...........................................48
圖2-9 毒劑對螢光效率的影響...................................................48
圖2-10 溫度對螢光效率的影響..................................................49
圖2-11 C.I.E 色度座標圖......................................................49
圖3-1 固態反應合成法實驗流程圖...............................................50
圖3-2 繞結的溫度曲線.........................................................51
圖3-3 測量螢光體激發光譜之實驗裝置圖.........................................52
圖3-4 測量螢光體發射光譜之實驗裝置圖.........................................53
圖4-1 NaNbO3：Er3+摻雜0.3, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5 mol% Er3+經燒結1025度持溫4小時後之XRD圖......................................................................54
圖4-2 LiNbO3：Er3+摻雜0.3, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5 mol% Er3+經燒結1025度持溫4小時後之XRD圖......................................................................55
圖4-3 NaNbO3：3 mol% Er3+燒結1025度，4小時a.激發光譜（λem = 
548.3 nm）b.發射光譜（λex = 384 nm）.........................................56
圖4-4 NaNbO3分別摻雜0.3, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5 mol% 濃度Er3+與不同燒結溫度在548.3 nm放射峰的強度比較（λex = 384 nm）...........................................56
圖4-5 LiNbO3：0.5 mol% Er3+燒結1025度，4小時a.激發光譜（λem = 
   551.2 nm）b.發射光譜（λex = 384.7 nm）....................................57
圖4-6 LiNbO3分別摻雜0.3, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5 mol% 濃度Er3+與不同燒結
   溫度在551.2 nm放射峰的強度比較（λex = 384.7 nm）..........................57
圖4-7 NaNbO3摻雜不同濃度Er3+之SEM圖（燒結1025度，4小時 ） 倍率10K..........................................................................58
圖4-8 LiNbO3摻雜不同濃度Er3+之SEM圖（燒結1025度，4小時 ） 倍率50K..........................................................................59
圖4-9 (NaxK1-x)NbO3摻雜3 mol% Er3+（燒結1025度，4小時）系列之XRD圖...........................................................................60
圖4-10 (NaxK1-x)NbO3：3 mol% Er3+（燒結1025度，4小時）之PL激發光譜（λem= 552.7 nm）強度比較.................................................................61
圖4-11 (NaxK1-x)NbO3：3 mol% Er3+（燒結1025度，4小時）之PL激發光譜（λem= 552.7 nm）.........................................................................62
圖4-12 (NaxK1-x)NbO3：3 mol% Er3+（燒結1025度， 4小時）之PL發射光譜強度比較（λex= 384 nm）.................................................................63
圖4-13 (NaxK1-x)NbO3：3 mol% Er3+（燒結1025度，4小時）之PL發射光譜（λex= 384 nm）.........................................................................64
圖4-14 ( NaxK1-x ) NbO3：3 mol% Er3+（燒結1025度，4小時），倍率20 K的SEM圖...........................................................................65
圖4-15 (LixK1-x)NbO3摻雜3 mol% Er3+（燒結950度，4小時）系列之XRD圖...........................................................................66
圖4-16 (LixK1-x)NbO3：3 mol% Er3+（燒結950度，4小時）之PL激發
光譜（λem= 552.7 nm）強度比較................................................67
圖4-17 (LixK1-x)NbO3：3 mol% Er3+（燒結950度，4小時）之PL激發光譜（λem= 552.7 nm）.........................................................................68
圖4-18 (LixK1-x)NbO3：3 mol% Er3+（燒結950度，4小時）之PL發
射光譜（λex = 384 nm）強度比較...............................................69
圖4-19 (LixK1-x)NbO3：3 mol% Er3+（燒結950度，4小時）之PL發
射光譜（λex = 384 nm）.......................................................70
圖4-20 ( LixK1-x ) NbO3：3 mol% Er3+（燒結950度，4小時），倍率10 K的SEM圖...........................................................................71
                                    

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校內：2008-07-11公開
校外：2010-07-11公開

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