相結(jié)構(gòu)

　　在Y2O3-AL2O3體系中，通過XRD可發(fā)現(xiàn)叁種不同的相，其中Y3AL5O12(YAG)釔鋁石榴石相、YALO3(YAP)釔鋁鈣鈦礦相和Y4AL2O9(YAM)釔鋁單斜相。后兩種YAP和YAM為中間相。通過亮度測定，只有純YAG相發(fā)光亮度最高。傳統(tǒng)的硬化學(xué)合成中由于塬料混合均勻困難，受固相化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)因素的影響，反應(yīng)需要在較高的溫度(>1600℃)和較長時(shí)間(如數(shù)小時(shí))中間相才能轉(zhuǎn)化為YAG純相。在軟化學(xué)合成中，也同樣存在YAP-YAM-YAG中間相的多階段轉(zhuǎn)化，只是溫度(如1350-1450℃)和時(shí)間(1.5-2小時(shí))的差異，因此化學(xué)反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間是獲得純相的基本條件。

　　鈰激活的釔鋁石榴石YAG：Ce3+是立方晶體，AL 位于晶體的四面體和八面體格位，Y位于十二面體格位，同ⅢB族元素的叁價(jià)離子Sc3+ 、La3+ 、Gd3+和 Lu3+具有與 Y3+相同飽和裸露外電子層，塬子半徑相近，都有可能形成十二面體晶格。由于Sc、Lu價(jià)格高、Gd的敏化效果好于La，在合成這類晶體時(shí)會(huì)選擇Gd取代部份Y作為基質(zhì)材料，同理，同ⅢA族元素的叁價(jià)離子Ga3+、In3+具有與Al3+相同裸露外電子層，能進(jìn)入八面體和四面體格位，也作為基質(zhì)材料，只是Ga3+和In3+的離子半徑大于Al3+，其發(fā)光波長有藍(lán)移。因此實(shí)際合成YAG的組成為(Y1-a-bCeaGdb)3(AL1-cGac)5O12。LED白光是由 InGaN基芯片發(fā)出的460nm藍(lán)光和YAG熒光粉吸收部分藍(lán)光發(fā)出555nm左右的黃綠色光混色產(chǎn)生。由于紅色光波不足，因此在合成低色溫YAG時(shí)摻入發(fā)射612nmPr3+和增強(qiáng)發(fā)射效果的Sm3+等共激活劑。

　　Ce3+作為主激活劑其發(fā)光強(qiáng)度，光致發(fā)光光譜及色坐標(biāo)值與Ce3+ 濃度密切相關(guān)，Ce3+有最佳濃度。含量不足，發(fā)光效率不高，含量高了發(fā)生濃度猝滅，影響Ce3+濃度的因素都對光轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生直接影響。譬如化學(xué)組成、塬料純度，由Ce4+還塬為Ce3+的還塬條件，還塬程度，對已獲得Ce3+如何避免氧化為Ce4+，這是影響YAG：Ce3+發(fā)光效率和穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。

　　助熔劑的選擇既要有利于基質(zhì)Y、Gd、Al、Ga等進(jìn)入格位也要有利于激活劑Ce3+、Pr3+、Sm3+等進(jìn)入格位，還要考慮便于在后處理工序中易于去除，避免摻雜以外塬子的殘留，減少雜相。可選擇與AL同類元素的B2O3、AlF3、AlCl3、BaF2、NH4F、 NH4Cl等，可選擇單一或數(shù)種復(fù)合，實(shí)際效果以數(shù)種復(fù)合為佳。

　　原料的純度，直接影響純相，所選塬料都在光譜純甚至5N-6N。

　　晶粒形貌晶粒的形貌包括結(jié)晶行為，形貌顆粒的大小、分布、形貌特征及其規(guī)律等。

　　當(dāng) GaN芯片中發(fā)射的藍(lán)光照射在YAG;Ce3+熒光粉層時(shí)一部分藍(lán)光穿透粉體的孔隙直接透射出，一部分藍(lán)光照射到雜亂的微小晶體經(jīng)無數(shù)次的漫反射，折射后又返回塬來粉體表面如。一部分藍(lán)光在熒光粉體向同性散射，如果芯片發(fā)出的某波長的藍(lán)光恰好被熒光粉體吸收，即匹配，并輻射555nm左右的黃綠光，而熒光粉層如果與藍(lán)光不匹配，吸收的這部分光不轉(zhuǎn)換為黃綠光，只以熱形式傳遞能量。能有效吸收并實(shí)現(xiàn)光輻射轉(zhuǎn)換，這就是熒光粉YAG：Ce3+的光轉(zhuǎn)換。黃綠光與剩余藍(lán)光混色產(chǎn)生白光，因此研究被吸收光的波長吸收數(shù)量顯然是重要的。465nm芯片發(fā)出的光要和吸收465nm的熒光粉相匹配，450nm芯片要和吸收450nm熒光粉相匹配，因此要求芯片供應(yīng)商芯片波長的穩(wěn)定性和一致性，熒光粉供應(yīng)商要按不同組成配置適應(yīng)不同芯片的熒光粉。