CN101014682B - 荧光物质 - Google Patents
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Abstract
一种荧光物质，其特征在于包含由式M1 aM2 bNc表示的化合物组成的基质晶体，其中M1是选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn的至少一种元素，M2是选自Al、Ga和In的至少一种元素，并且c＝(2a/3)+b，0＜a和0＜b；其中包含选自稀土金属、Zn和Mn的至少一种元素作为活化剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种荧光物质。
背景技术
荧光物质用于各种发光器件，例如可见光受激的发光器件，如由发射蓝光的LED和荧光物质组合而成的白光LED、由发射近紫外到紫光的LED和荧光物质组合而成的近紫外到紫光受激的发光器件；紫外线受激的发光器件如液晶用背光和荧光灯；真空-紫外线-受激的发光器件如等离子体显示板和惰性气体灯；电子束受激的发光器件如阴极射线管和FED(场发射显示器)；X射线受激的发光器件如X射线成像器件；和电场受激的发光器件如无机EL显示器。
作为由发射近紫外到紫光的LED和荧光物质组合而成的近紫外到紫光受激的发光器件，例如，提出了发射各种颜色光的发光器件(例如，参见专利文件1)，其中将可以被LED发射的光激发并且改变波长的荧光物质设置在发射近紫外到紫光的LED的发光表面上；或者发射白色可见光的发白光的发光器件(例如，参见专利文件2)。
虽然提出了在这些发光器件中使用的荧光物质，如用于红荧光物质的Y2O3:Eu、用于绿荧光物质的Zn0.6Cd0.4S:Ag、用于蓝荧光物质的(Sr，Ca)10(PO4)6Cl2:Eu、用于黄荧光物质的Y3Al5O12:Ce(例如，参见专利文件1)和Eu0.5Si9.75Al2.25N15.25O0.75，即用Eu激活的α-硅铝氧氮陶瓷等，但是它们中没有一种具有足够的亮度；已经需要可以被近紫外至蓝光激发并且具有高亮度的荧光物质。
[专利文件1]JP-A-09-153645
[专利文件2]JP-A-2002-363554
本发明将要解决上述问题，并且一个目的是提供可以被近紫外至蓝光激发并且具有高亮度的荧光物质。
发明内容
本发明人进行了广泛的研究以解决上述问题，并且发现如下荧光物质被近紫外至蓝光激发并且具有高亮度，所述荧光物质使用由II族元素和III-B族元素的氮化物组成的化合物，由II族元素和IV-B族元素的氮化物组成的化合物，或由II族元素、III-B族元素和IV-B族元素的氮化物组成的化合物作为基质晶体，其中包含活化剂。从而本发明人完成了本发明。
换句话说，本发明提供一种荧光物质，其特征在于包含由式M1 aM2 bNc表示的化合物组成的基质晶体，其中M1是选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn的至少一种元素，M2是选自Al、Ga和In的至少一种元素，并且c＝(2a/3)+b，0＜a和0＜b；所述荧光物质中包含选自稀土金属、Zn和Mn的至少一种元素作为活化剂。
本发明还提供一种荧光物质，其特征在于包含由式M3 dM4 eNf表示的化合物组成的基质晶体，其中M3是选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn的至少一种元素，M4是选自Ge、Sn和Pb的至少一种元素，并且f＝(2d/3)+(4e/3)，0＜d和0＜e；所述荧光物质中包含选自稀土金属、Zn和Mn的至少一种元素作为活化剂。
本发明备选地提供一种荧光物质，其特征在于包含由式M5 gM6 hM7 jNk表示的化合物组成的基质晶体，其中M5是选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn的至少一种元素，M6是选自Al、Ga和In的至少一种元素，M7是选自Ge、Sn和Pb的至少一种元素，并且k＝(2g/3)+h+(4j/3)，0＜g，0＜h和0＜j；所述荧光物质中包含选自稀土金属、Zn和Mn的至少一种元素作为活化剂。
本发明的荧光物质被由III-V族化合物半导体发光元件发射的在近紫外至蓝光波长范围内的光有效地激发，并且可以将其与近紫外至蓝光发光元件组合制成具有高亮度的发光元件，并且还可以将其制成与常规发光元件相比，发射更纯白光的白光LED，从而导致本发明在工业上非常有用。
附图简述
图1显示了金属有机气相外延半导体的制备装置。
图2显示了分子束外延的气相外延半导体的制备装置。
标记如下：
9：真空反应炉
10：基座
11：生长衬底
12：离子计
13：超高真空泵
14：氨供应导管
15-18：K腔
图3显示了通过分子束外延制备的CaaGabNc基荧光物质膜的发光性能。
图4显示了GaN基荧光物质膜和通过分子束外延制备的CaaGabNc基荧光物质膜之间的发光性能的比较。
图5显示了通过分子束外延制备的GaN基荧光物质膜的发光性能。
图6显示了通过如下方法制备的荧光物质膜的发光性能：使用离子注入法将Ca注入到通过分子束外延制备的GaN基荧光物质膜中，随后在氨中退火。
图7显示了ZnGeN2基荧光物质膜的发光性能，所述荧光物质膜通过金属有机气相外延而制备。
图8显示了CaaGabNc基荧光物质粉末的发光性能，所述荧光物质粉末通过在氨气氛下的高温煅烧法而制备。
实施本发明的最佳方式
本发明的第一种荧光物质的特征在于包含由式(1)表示的化合物组成的基质晶体：
M1 aM2 bNc (1)
其中包含选自稀土金属、Zn和Mn的至少一种元素作为活化剂。这种荧光物质可以被近紫外至蓝光波长范围内的光激发，并且制备成具有高亮度的荧光物质。
M1是II族金属元素，并且包括选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn的至少一种元素，优选包括选自Ca、Sr和Ba的至少一种元素。M2是III-B族金属元素，并且包括选自Al、Ga和In的至少一种元素，优选包括选自Ga和In的至少一种元素，更优选Ga。
式(1)中的a、b和c之间的关系由c＝(2a/3)+b，并且0＜a和0＜b给出。M1与M2的摩尔比率a/b优选不小于0.001并且不大于20，更优选不小于0.2并且不大于5，最优选为1.5。
本发明的第一种荧光物质的活化剂为选自稀土金属元素、Zn和Mn的至少一种元素；优选为选自Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Mn的至少一种元素；更优选为选自Ce、Sm、Eu、Tb、Yb和Mn的至少一种元素。应指出在本发明中的稀土金属元素不包括Sc。
在本发明的第一种荧光物质中的活化剂含量基于式(1)中的M1和M2的摩尔总和a+b，优选在不小于0.00001并且不大于0.3的范围内，更优选在不小于0.0001并且不大于0.1的范围内，还优选在不小于0.0005并且不大于0.05的范围内。
在上述优选实施方案中，若M1为选自Ca、Sr和Ba的至少一种元素的M21；M2为选自Ga和In的至少一种元素的M22；活化剂L21为选自Ce、Sm、Eu、Tb、Yb和Mn的至少一种元素；0＜a和0＜b，并且a/b在不小于0.2并且不大于5的范围内；并且活化剂的含量x在不小于0.0001×(a+b)并且不大于0.1×(a+b)的范围内，则优选由以下式(2)表示的化合物组成的荧光物质。在此，假设″u″为二价L21的摩尔数，由此断定三价L21为(1-u)摩尔，因此p＝(2u/3)+(1-u)。
M21 aM22 bNc·xL21Np (2)
此外，若M21为选自Ca和Sr的至少一种元素；M22为Ga；活化剂L为选自Ce、Sm、Eu、Yb和Mn的至少一种元素；0＜a和0＜b，并且a/b在不小于0.2并且不大于5的范围内；并且x在不小于0.0005×(a+b)并且不大于0.1×(a+b)的范围内，(在此，假设″u″为二价L21的摩尔数，由此断定三价L21为(1-u)摩尔，因此p＝(2u/3)+(1-u))，则更优选由以上式(2)表示的化合物组成的荧光物质。
本发明的第二种荧光物质的特征在于，由以式(3)表示的化合物组成的基质晶体：
M3 dM4 eNf (3)
包含选自稀土金属、Zn和Mn的至少一种元素作为活化剂。这种荧光物质被近紫外至蓝光波长范围内的光激发，并且具有高亮度。
M3是II族金属元素，并且包括选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn的至少一种元素，优选包括选自Ca、Sr、Ba和Zn的至少一种元素。M4是IV-B族金属元素，并且包括选自Ge、Sn和Pb的至少一种元素，优选包括选自Ge和Sn的至少一种元素，最优选Ge。
上述式(3)中的d、e和f之间的关系由f＝(2d/3)+(4e/3)，和0＜d以及0＜e给出。M3与M4的摩尔比率d/e优选不小于0.05并且不大于20，更优选不小于0.2并且不大于5，最优选为1。
本发明的第二种荧光物质的活化剂与上述第一种荧光物质的活化剂类似；在本发明的第二种荧光物质中的活化剂的含量基于式(3)中的M3和M4的摩尔总和d+e，优选在不小于0.00001并且不大于0.3的范围内，更优选在不小于0.0001并且不大于0.1的范围内，还优选在不小于0.0005并且不大于0.05的范围内。
在本发明的第二种荧光物质的上述优选实施方案中，若M3为选自Ca、Sr、Ba和Zn的至少一种元素的M23；M4为选自Ge和Sn的至少一种元素的M24；活化剂L22为选自Ce、Sm、Eu、Tb、Yb和Mn的至少一种元素；0＜d和0＜e，并且d/e在不小于0.2并且不大于5的范围内；并且活化剂的含量y在不小于0.0001×(d+e)并且不大于0.1×(d+e)的范围内，则优选由以下式(4)表示的化合物组成的荧光物质。在此，假设″v″为二价L22的摩尔数，由此断定三价L22为(1-v)摩尔，因此q＝(2v/3)+(1-v)。
M23 dM24 eNf·yL22Nq (4)
此外，若M23为选自Ca、Sr和Zn的至少一种元素；M24为Ge；活化剂L22为选自Ce、Sm、Eu、Yb和Mn的至少一种元素；0＜d和0＜e，并且d/e在不小于0.2并且不大于5的范围内；并且y在不小于0.0005×(d+e)且不大于0.1×(d+e)的范围内，(在此，假设″v″为二价L22的摩尔数，由此断定三价L22为(1-v)摩尔，因此q＝(2v/3)+(1-v))，则更优选由以上式(4)表示的化合物组成的荧光物质。
本发明的第三种荧光物质的特征在于，由以式(5)表示的化合物组成的基质晶体：
M5 gM6 hM7 jNk (5)
包含选自稀土金属、Zn和Mn的至少一种元素作为活化剂。这种荧光物质被近紫外至蓝光波长范围内的光激发，并且具有高亮度。
M5是II族金属元素，并且包括选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn的至少一种元素，优选包括选自Ca、Sr、Ba和Zn的至少一种元素。M6是III-B族金属元素，并且包括选自Al、Ga和In的至少一种元素，优选包括选自Ga和In的至少一种元素，更优选Ga。M7是IV-B族金属元素，并且包括选自Ge、Sn和Pb的至少一种元素，更优选包括选自Ge和Sn的至少一种元素，还优选Ge。
在上述式(5)中的g、h、j和k之间的关系由k＝(2g/3)+h+(4j/3)，并且0＜g，0＜h和0＜j给出。M5与M7的摩尔比率g/j优选不小于0.05并且不大于20，更优选不小于0.2并且不大于5；并且M6与M7的摩尔比率h/j优选不小于0.05并且不大于20，更优选不小于0.2并且不大于5。
本发明的第三种荧光物质的活化剂与上述第一种荧光物质的活化剂类似；在本发明的第三种荧光物质中的活化剂含量基于式(5)中的M5、M6和M7的摩尔总和g+h+j，优选在不小于0.00001并且不大于0.3的范围内，更优选在不小于0.0001并且不大于0.1的范围内，还优选在不小于0.0005并且不大于0.05的范围内。
在本发明的第三种荧光物质的上述优选实施方案中，若M5为选自Ca、Sr、Ba和Zn的至少一种元素的M25；M6为选自Ga和In的至少一种元素的M26；M7为选自Ge和Sn的至少一种元素的M27；活化剂L23为选自Ce、Sm、Eu、Tb、Yb和Mn的至少一种元素；0＜g、0＜h和0＜j，并且g/j在不小于0.2并且不大于5的范围内，并且h/j在不小于0.2并且不大于5的范围内；并且活化剂的含量z在不小于0.0001×(g+h+j)并且不大于0.1×(g+h+j)的范围内，则优选由以下式(6)表示的化合物组成的荧光物质。在此，假设″w″为二价L23的摩尔数，由此断定三价L23为(1-w)摩尔，因此r＝(2w/3)+(1-w)。
M25 gM26 hM27 jNk·zL23Nr (6)
此外，若M25为选自Ca、Sr和Zn的至少一种元素；M26为Ga；M27为Ge；活化剂L23为选自Ce、Sm、Eu、Yb和Mn的至少一种元素；0＜g，0＜h和0＜j，g/j在不小于0.2并且不大于5的范围内，并且h/j在不小于0.2并且不大于5的范围内，并且z在不小于0.0005×(g+h+j)且不大于0.01×(g+h+j)的范围内，(在此，假设″w″为二价L23的摩尔数，由此断定三价L23为(1-w)摩尔，因此r＝(2w/3)+(1-w))，则更优选由以上式(6)表示的化合物组成的荧光物质。
然后，只要第一至第三种荧光物质基本上是氮化物，它们可以包含约2重量％(被认为是杂质的量)的氧。
在本发明的这些第一至第三种荧光物质中，优选激发光谱峰在390nm和480nm之间，被近紫外至蓝光有效激发并且具有高亮度的荧光物质；和激发光谱峰在390nm和420nm之间，被近紫外至蓝光有效激发并且具有高亮度的荧光物质。特别是，将它们制成具有高亮度的发光器件，尤其是与由如下氮化物半导体组成的LED组合，所述氮化物半导体发射近紫外至蓝光波长的光。
以下将说明制备本发明的荧光物质的方法。
制备与本发明相关的氮化物荧光物质的方法包括：通过使II和III族金属、II和IV族金属或II，III和IV族金属与包含氮原子的气体或液体化合物如氨反应的方法；通过将II和III族金属的氮化物、II和IV族金属的氮化物或II，III和IV族金属的氮化物在氮气氛中，在高压和高温下烧结的方法；金属有机气相外延(以下在某些情况下称为″MOVPE″)；分子束外延(以下在某些情况下称为″MBE″)；和氢化物气相外延(以下在某些情况下称为″HVPE″)。其中，将具体说明MOVPE，MOVPE是制备本发明的荧光物质的优选方法之一。
在MOVPE中，如在制备LED的方法(例如，见JP-A-07-249795和JP-A-09-116130)中，使有机金属气体反应并且在生长衬底上生长出荧光物质晶体。
所述生长衬底包括诸如蓝宝石、SiC或Si的生长衬底。将上述生长衬底加热，并且分别使氮原料气和Ga、Al、In、Ge、Sn、Pb、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn和活化剂元素的原料气流动、反应并且在其上生长出荧光物质晶体。
作为Ga原料气、铝原料气和铟原料气，通常使用结合有含一至三个碳原子的烷基或结合有结合到每个金属原子上的氢原子的三烷基化合物或三氢化物。作为Ga原料，可以使用例如，三甲基镓((CH3)3Ga)、三乙基镓((C2H5)3Ga)等。
通过将上述起始原料气与包含选自稀土金属、Zn和Mn的至少一种元素的气体化合物混合，将活化剂加入到基质晶体中。所述活化剂为选自稀土金属、Zn和Mn的至少一种元素；优选为选自Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Mn的至少一种元素；更优选为选自Ce、Sm、Eu、Tb、Yb和Mn的至少一种元素。在金属有机气相外延的情况下，使用稀土金属的有机金属化合物作为原料。有机金属基团包括三甲基、三乙基、双环戊二烯基、双甲基环戊二烯基和双乙基环戊二烯基。
通常作为氮原料使用的是氨，并且还使用的是肼、甲基肼、1，1-二甲基肼、1，2-二甲基肼、叔丁胺、乙二胺等。这些可以单独或以任选组合的混合物的形式使用。在这些原料中，在半导体的碳污染较少的情况下，优选氨和肼，因为它们在分子中不包含碳原子。
作为生长时的气氛气体和用于有机金属原料的载气，可以单独或以它们的混合物的形式使用氮、氢、氩、氦等。更优选氢气或氦气，因为在所述气氛中抑制了原料的预分解。
在图1中显示了气相生长半导体制备装置的实例的说明图，所述制备装置在采用MOVPE的制备中得到使用。所述气相生长半导体制备装置配置有反应炉2，将原料气从原料供应单元(在图1中没有显示)通过原料补给线1供应到反应炉2中。安置基座4以在反应炉2中加热生长衬底3。基座4为多边柱形；将多个衬底3安放在它的表面上。基座4具有可通过旋转装置5旋转的结构。基座4在内部配备有红外线灯6以加热基座4。通过使加热电流从加热电源7流动至红外线灯6，可以将衬底3加热至需要的生长温度。通过这种加热，通过原料补给线1供应到反应炉2中的原料气被设计成在衬底3上热分解，并且使需要的化合物在衬底3上气相沉积。将供应到反应炉2的原料气中的未反应原料气从反应炉外面的排出口8中排出，并且送到排放气体处理单元中。
以这种方式在衬底上生长的荧光物质晶体可以以通过将荧光物质晶体膜从衬底上刮下得到的粉末形式使用；并且在将它们安置在由氮化物半导体组成的LED(以下在某些情况下简称为″发光元件″)的发光表面上的情况下，还可以将通过将荧光物质膜从衬底上剥离而得到的平面型荧光物质膜粘贴到发光元件的发光表面上。此外，在通过MOVPE或MBE制备LED的过程中，在层压必需的化合物半导体层以后，可以使本发明的荧光物质层连续生长。备选地，通过如激光烧蚀、磁控管溅射或等离子体CVD的方法，可以将本发明的荧光物质的粉末沉积在发光元件上。
可以将本发明的荧光物质单独使用，但是可以将本发明的发射不同颜色光的多种荧光物质组合使用，并且安置在发光元件的发光表面上以制备发光器件。可以将荧光物质的发光颜色调整为例如，蓝色和黄色、红色和绿色以及红色、绿色和蓝色的组合。特别是，通过使用由发射近紫外至蓝光波长的光的氮化物半导体组成的LED和本发明的荧光物质，可以制备使用氮化物半导体的白光发光器件，其中调整荧光物质的量使得处于混合发光颜色的光变成可见的白色，并且将其安置在如上所述的发光元件的发光表面上。由此获得的使用本发明的荧光物质的白光发光器件成为高亮度的发光器件。
通过常规方法(见例如，JP-A-05-152609和JP-A-07-99345)使用本发明的荧光物质的粉末，可以制备本发明的白光发光器件。即，将本发明的荧光物质分散到光透射树脂如环氧树脂、聚碳酸酯或有机硅橡胶中。将分散有荧光物质的树脂模塑使其在杆上环绕发光元件(氮化物半导体)，从而可以制备白光发光器件。
现在，将说明发光元件的具体实例，所述发光元件发射用于激发荧光物质的近紫外至蓝光。所述发光元件基本上具有如下结构：其中在衬底上层压n型化合物半导体晶体层，由化合物半导体晶体组成的发光层和p型化合物半导体晶体层。在n型层和p型层之间安置发光层可以制备具有低驱动电压和高效率的发光元件。在n型层和发光层之间，并且在发光层和p型层之间，可以任选插入组成、电导率和掺杂浓度不同的几层。例如，可以引入由通式：InXGaYAlZN(0≤X≤1，0≤Y≤，0≤Z≤1，X+Y+Z＝1)表示，组成相互不同的至少两层的层压材料。所述层可以掺杂有n型和/或p型杂质。
然后，将说明发光层。为了得到使用带边光发射(band end lightemission)的发光元件，必须将在发光层中包含的杂质量抑制在低含量。具体而言，Si、Ge和II族元素中的任何元素的浓度优选等于或小于1017cm-3。带边光发射的发光颜色由发光层的III族元素的组成确定。发光层可以具有单量子阱结构或多量子阱结构。发光层的厚度优选不小于
并且不大于
更优选不小于
并且不大于
因为发光效率不足，不优选使用具有小于
或大于
的厚度的化合物半导体的发光元件。
为了使注入到发光层中的电荷有效地耦合，可以优选使用所谓双异质结构，其中将发光层插入到较之具有更大带隙的层之间。以下，在某些情况下，将与发光层接触并且具有比发光层更大的带隙的层称为电荷注入层。电荷注入层和发光层之间的带隙差优选等于或大于0.1eV。当电荷注入层和发光层之间的带隙差小于0.1eV时，因为在发光层中载流子的捕获不足，发光效率降低。更优选等于或大于0.3eV。然而，因为如果电荷注入层的带隙超过5eV，则注入电荷必需的电压变得更高，所以电荷注入层的带隙优选等于或小于5eV。电荷注入层的厚度优选不小于
并且不大于电荷注入层的厚度不优选小于
或大于
因为高发光效率降低，并且更优选不小于
且不大于
[实施例]
以下将通过实施例和比较例更详细地说明本发明，但是本发明不应该限于下面的实施例。
实施例1
使用将其C平面抛光成镜面的蓝宝石作为衬底。作为气相生长法，使用MOVPE和MBE。在使用图2中所示的装置制备氮化物如GaN的过程中，适宜使用MBE。首先，通过使用两阶段外延的MOVPE制备GaN模板，所述两阶段外延使用GaN作为低温生长缓冲层。在一个大气压下，将基座温度提高至1,100℃，将衬底的表面在氢气流中进行热净化。随后，在485℃的基座温度，分别以60slm、40slm和9.6sccm供应作为载气的氢气、作为氮原料的氨和作为Ga原料的三甲基镓(以下在某些情况下简称为TMG)，以在5分钟的生长时间内生长出厚度约为的GaN缓冲层。然后，在将基座温度提高至1,040℃之后，分别以60slm、40slm和40sccm供应载气、氨和TMG，以在90分钟的生长时间内生长出厚度约为3μm的GaN。在此，slm和sccm是气体流量单位：1slm表示每1分钟流动的换算成在标准条件下占据1L体积的气体的流量单位；并且1,000sccm对应1slm。
接着，通过MBE使荧光物质膜生长。将通过MOVPE制备的GaN模板引入到MBE装置中，并且在700℃的温度，供应Ca、Ga和Eu以形成厚度为400nm的含Eu的CaaGabNc薄膜。在此，在起始原料池的温度方面，它对于Ca为400℃、对于Ga为950℃并且对于Eu为500℃。氨分压为2.6×10-3Pa。
当使用荧光分光计，以400nm的光作为激发源，测量由此得到的薄膜的发光性能时，如图3中所示，得到可归于Eu3+的f-f跃迁的红光发射。
比较例1
以与实施例1中相同的方法生长出类似的荧光物质膜，不同之处在于在通过MOVPE模板化制备的GaN模板上不包含Ca。
当以相同的方法测量发光性能时，如图4所示，发光亮度比实施例1的包含Ca的荧光物质膜低。
实施例2
使用将其C平面抛光成镜面的蓝宝石作为衬底。作为气相生长法，使用MBE。使用的外延法是使用GaN作为低温生长缓冲层的两阶段外延。首先，将蓝宝石衬底温度提高至约900℃，然后将衬底进行热净化。随后，将衬底温度降低至约500℃。在通过使用氨将蓝宝石衬底的表面氮化之后，在相同的温度层压约20nm的低温GaN缓冲层。然后，将衬底温度提高至700℃，并且供应Ga和Eu以形成厚度为800nm的含Eu的GaN薄膜。在此，在起始原料池的温度方面，它对于Ga为950℃并且对于Eu为500℃。氨分压为2.6×10-3Pa。当以400nm的InGaN激光作为激发源，测量由此得到的薄膜的发光性能时，如图5中所示，得到可归于Eu3+的f-f跃迁的红光发射。通过离子注入法将Ca注入到薄膜中。当在200keV的加速能量和约2×1015Ca/cm2的剂量进行体积变换时，注入的Ca的密度约1.2×1020cm-3。在离子注入之后，在氨气流中，在1,200℃进行活化退火1小时。
在将得到的薄膜的发光性能进行类似测量时，如图6中所示，观察到峰波长为530nm的宽d-f跃迁的绿光发射，看来似乎Ca位置替换为Eu2+。
实施例3
使用将其C平面抛光成镜面的蓝宝石作为衬底。作为气相生长法，使用常压MOVPE。首先，在一个大气压下，将基座温度提高至1,100℃，将衬底的表面在氢气流中进行热净化。随后，将温度降低至650℃，分别以40slm、7.5slm、10sccm、714sccm和1,000sccm供应作为载气的氮气、作为氮原料的氨、作为Zn原料的二乙基锌((C2H5)2Zn)、作为Ge原料的四甲基锗((CH3)4Ge)和作为Mn原料的双(乙基环戊二烯基)锰((C5H4C2H5)2Mn)以在30分钟的生长时间内形成具有约
的厚度和Mn激活的ZnGeN2。之后，还使用用作载气的氮气将反应炉冷却至室温，并且从反应炉中取出衬底。
通过电子激发的阴极发光评价取出的衬底。在图7中显示了通过如下方法得到的光谱：使用15keV的加速电压的电子束照射碳涂覆的样品。观察到450nm的蓝光发射和690nm的红光发射。
实施例4
在充满氩气的球体箱中，将0.22g Ca、0.38g Ga、0.40g Ge、0.008g Eu、和0.07g Bi粉末加入到由氮化硼(BN)制成的坩埚中。将该坩埚引入到由石英制成的反应器中，并且在氨气流中，在约925℃加热4小时。在冷却至室温之后，在球体箱中，通过玛瑙研钵粉碎得到的块料，然后使用挤压成型机粒化成圆柱形。以相同的方法将得到的粒料在氨气流中，在925℃加热3小时。
在以400nm的InGaN激光作为激发源，测量由此得到的粒料的发光性能时，观察到如图8所示的红光发射。
Claims (8)
1.一种荧光物质，其特征在于包含由式：M1 aM2 bNc表示的化合物组成的基质晶体，其中M1是选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的至少一种元素；M2是选自Al、Ga和In中的至少一种元素；并且c＝(2a/3)+b，0＜a以及0＜b；所述荧光物质中包含选自稀土金属、Zn和Mn中的至少一种元素作为活化剂。
2.一种荧光物质，其特征在于包含由式：M5 gM6 hM7 jNk表示的化合物组成的基质晶体，其中M5是选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的至少一种元素；M6是选自Al、Ga和In中的至少一种元素；M7是选自Ge、Sn和Pb中的至少一种元素；并且k＝(2g/3)+h+(4j/3)，0＜g，0＜h以及0＜j；所述荧光物质中包含选自稀土金属、Zn和Mn中的至少一种元素作为活化剂。
3.根据权利要求1或2所述的荧光物质，其中所述荧光物质具有在390nm至480nm之间的激发光谱峰。
4.根据权利要求3所述的荧光物质，其中所述荧光物质具有在390nm至420nm之间的激发光谱峰。
5.一种制备根据权利要求1或2所述的荧光物质的方法，其特征在于通过金属有机气相外延制备所述荧光物质。
6.一种制备根据权利要求1或2所述的荧光物质的方法，其特征在于通过分子束外延制备所述荧光物质。
7.一种包含氮化物半导体的白光发光器件，其特征在于所述白光发光器件包含如下LED和根据权利要求3所述的荧光物质，所述LED发射近紫外至蓝光波长的光并且由氮化物半导体组成。
8.一种包含氮化物半导体的白光发光器件，其特征在于所述白光发光器件包含如下LED和根据权利要求4所述的荧光物质，所述LED发射近紫外至紫光波长的光并且由氮化物半导体组成。
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