本所聲明  |  中科院  |  OA  |  ARP  |  English  |  郵箱  |  舊版首頁

超強激光科學卓越創新簡報

(第一百十三期)

2020年6月22日

上海光機所在白光照明用紅色熒光陶瓷研究方面取得重要進展

  近日,中国科学院上海光学精密机械研究所微納光電子功能材料實驗室周圣明研究员领衔的透明陶瓷课题组与上海理工大学合作,在白光照明用红色荧光陶瓷研究方面取得重要进展。相关成果发表于《欧洲陶瓷学会会刊》(Journal of the European Ceramic Society)。

  作爲白光LED中最常用的波長轉換材料,Ce:YAG黃色熒光粉可以高效地將InGaN芯片發射的藍光轉換爲黃光,從而混合得到照明用白光。然而隨著現代生活對照明質量要求的不斷提高,Ce:YAG最大的問題在于其黃光峰值波長較短,混合白光中缺少紅光成分,因此顯色指數較低。與此同時,采用有機矽膠封裝熒光粉的白光LED在大功率高亮度照明的發展趨勢下,面臨著熱導率低、易老化、色點偏移等問題。因此,對全無機封裝的紅色熒光材料開發是近幾年學界和行業關注的焦點問題。

  在該項研究中,研究團隊首次制備了ZrO2作爲第二相的Ce:YAG陶瓷,發現Ce3+的發射波長隨ZrO2的引入由540nm大幅红移至570~610 nm。不同于常见的大稀土离子(相较于Y3+)摻雜和M2+-N4+(如Mg2+-Si4+等)雙離子摻雜替代而使Ce3+發射紅移,ZrO2-Ce:YAG中發射紅移被歸因于Zr4+在高溫真空環境下的還原成的Zr3+占據Y3+位後在晶格中形成氧空位缺陷,從而使Ce3+離子激發電子發生5d→氧空位能級的非輻射躍遷,導致最終發射波長的紅移。此發現爲基于Ce:YAG體系的全無機紅色熒光材料研究提供了一種重要的新思路。

  该项工作得到中科院國際合作项目和上海市科委创新项目的支持。(微納光電子功能材料實驗室供稿)

  原文鏈接

图1 ZrO2-Ce: YAG退火前后的激发发射谱及荧光衰减曲线

图2 ZrO2-Ce: YAG中CeO8的晶格環境及位形坐標

附件下載: