Sr2Si5N8:Eu2+荧光粉的制备及其发光性能研究

以Sr₂CO₃、Si₃N₄和Eu₂O₃为原料, 以C为主要还原剂, 采用碳热还原氮化工艺合成Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺荧光粉, 着重研究了C、Sr₂CO₃添加量及Eu²⁺浓度对产物物相及发光性能的影响。研究结果表明: 当C与Si₃N₄的摩尔比 n_c/=9/5时,合成出Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺单相荧光粉, 添加适当过量的Sr₂CO₃可提高合成产物的N含量, 且荧光粉的发光强度与其N含量呈现正相关关系。在450 nm蓝光激发下, 受Eu²⁺的4f⁶5d¹ → 4f⁷跃迁作用, Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺荧光粉在550~700 nm波段范围产生非对称宽带发射。随着Eu²⁺掺杂浓度由1.5mol%增加到20mol%, 荧光粉的发光强度先增强后减弱, 达到2mol%时发生浓度淬灭现象; 发射主峰由608 nm逐步红移至641 nm; CIE色坐标从(0.606, 0.393)位移至(0.656, 0.343), 是一种可用于白光LED的优质红色荧光粉。     

第二相引入荧光转换材料实现激光驱动高均匀性白光光源

激光驱动的白光光源在超高亮度、高准直性和远距离照明领域具有很大的应用潜力, 但由于蓝光激光和转换荧光在光源性质上的失配, 造成激光驱动白光光源的光均匀性差。本研究在Y₃Al₅O₁₂ : Ce³⁺(YAG)荧光玻璃薄膜(PiG)中引入不同种类的第二相, 如TiO₂、BN、Al₂O₃或SiO₂作为散射介质来调节光路, 并对第二相的掺杂浓度分别进行了优化。研究分析了掺入不同种类第二相的YAG PiG获得激光驱动白光光源的实物照明图像和散斑图像、亮度和色温的角分布情况及其光学性质。结果发现, 引入第二相大大改善了白光光源的亮度和色温均匀性, 其中具有最大相对反射率的YAG-TiO₂ PiG, 获得综合性能最佳的高均匀性白光光源, 在蓝光激光激发下, 其发光饱和阈值和光通量值达到最高, 分别为20.12 W/mm²和1056.6 lm。本研究为荧光转换材料中散射介质的选择提供了指导, 为实现高均匀性、高亮度的激光驱动白光光源奠定了基础。     

Eu2+/Tb3+掺杂的Sr2Si5N8基荧光粉的制备与发光性能

采用碳热还原氮化法合成了Eu²⁺/Tb³⁺掺杂的Sr₂Si₅N₈基荧光粉, 并重点研究了Tb³⁺-Eu²⁺共掺时Sr₂Si₅N₈基荧光粉的发光性能。研究结果表明: 由于Tb³⁺的f → d间的跃迁是自旋允许的, Sr₂Si₅N₈:Tb³⁺在330 nm激发光下, 在490、543、585和623 nm四处各有一发射峰, 它们分别来源于Tb³⁺的⁵D₄ → ⁷F_j (j = 6、5、4、3)能级跃迁; 掺入Tb³⁺对Sr_1.96Si₅N₈:0.04Eu²⁺的激发谱和发射谱的形状及峰位无明显影响, 当共掺离子Tb³⁺浓度为x = 0.01时, 样品发射强度比未共掺的Sr_1.96Si₅N₈:0.04Eu²⁺提高了约20%, Tb³⁺主要通过电多极能量传递的方式转向Eu²⁺。     

激光照明用荧光陶瓷研究进展

激光二极管照明具有效率更高、亮度更强、照射距离更远的优点,逐渐成为当前最具发展前景的大功率固态照明技术。荧光陶瓷作为激光照明用关键光转换材料,具有热导率高、光学性能好、显微结构易调整等优点,因而备受关注。本文综述了激光照明用荧光陶瓷的成型方法、烧结工艺、组分选择和结构设计等方面的研究现状,并对荧光陶瓷目前的研究瓶颈与未来发展方向进行了展望。     

大功率固态照明用荧光陶瓷研究进展

固态照明具有功率大、亮度高、体积小、节能环保等优点, 已成为21世纪最有前景的照明技术。作为固态照明关键材料, 荧光材料的性能直接决定固态照明器件的显色指数、流明效率和可靠性等技术参数。相较于荧光单晶、荧光玻璃、荧光薄膜及量子阱, 荧光陶瓷因具有优异的热学和光学性质及微观结构易调控等特点, 被认为是综合性能最优的大功率固态照明用荧光材料。未来, 荧光陶瓷将在汽车大灯、户外照明、激光电视、激光影院等领域得到更广泛的应用和发展, 具有广阔的市场前景。本文探讨了大功率固态照明用荧光陶瓷的设计原则, 重点介绍了目前研究相对较多的氧化物荧光陶瓷(主要指钇铝石榴石结构)和氮(氧)化物荧光陶瓷的研究进展, 最后对大功率固态照明用荧光陶瓷的未来发展方向进行了展望。     

单颗粒诊断法和高通量计算发现新型荧光粉

伴随互联网智能时代的开启，发光材料的研发模式也从传统的“试错”、“经验指导实验”向“理论预测、实验验证”的新模式转变。高效的理论预测和快速的实验验证是实现这一转变的关键所在。现阶段，高通量计算、机器学习等理论预测方法日渐成熟，单颗粒诊断法等实验方法更加高效，为新型发光材料的研制奠定了理论和实验基础。简要概述了近年来在稀土发光材料领域，基于单颗粒诊断法和高通量计算挖掘发现新型荧光粉的研究进展。