中国地大《LPR》:满足高质量白光LED照明要求的荧光粉!
荧光粉的热猝灭是发展高质量白光发光二极管面临的最大挑战之一。 针对这一问题,中国地质大学等单位的研究人员报道了一种具有青色发射的并且具有高热稳定性的 Ba2 ZnGe2 O7 :Bi3+ 荧光粉。在 150 ℃时, 其发射强度增加到 25 ℃时原始强度的 114% 。 证明抗热猝灭现象的主要原因是结构刚度高,并为开发高质量 WLED 应用的抗热猝灭荧光粉开辟了新的思路。 相关论文以题目为“ Anti-Thermal-Quenching Bi3+ Luminescence in a Cyan-Emitting Ba2 ZnGe2 O7 : Bi Phosphor Based on Zinc Vacancy” 发表在 Laser & Photonics Reviews 期刊上。 https://doi.org/10.1002/lpor.202000048
作者报道了一系列掺 Bi3+ 的黄铁矿荧光粉,它的发光颜色可以从蓝色调成红光。由于结构刚度高, BMGO:Bi3+ 荧光粉具有很低的 TQ ,在 150 ℃时发射强度达到 25 ℃时初始强度的 87% 。此外, TQ 特性可以通过元素替换进一步优化。 BZGO:Bi3+ 荧光粉具有优异的抗 TQ 性能,在 150 ° C 时荧光强度达到 25 ° C 时原始强度的 114% 。 BZ0.95 GO:Bi3+ 的抗 TQ 性能空前提高,在 150 ℃、 200 ℃、 250 ℃下,发光强度分别提高到 138% 、 148% 和 134% ,其抗 TQ 性能显著提高。 其机理主要是 Bi2+ 的热诱导自氧化和氧空位缺陷。产生氧空位缺陷和实现 Bi2+ 离子热诱导自氧化的概念为开发抗 TQ 荧光粉提供了新的思路。这一理念有助于照明技术的快速发展。此外, W-led 具有高显色指数( Ra=98.9 )和较低的校正色温( CCT=4466k )的暖白光, 证明所制备的青色荧光粉能够很好地满足高质量 W-led 照明的要求 。(文:爱新觉罗星 )
图 1。 Ba2 (Zn/Mg)Ge2 O7 的晶体结构 a) [010]和 b) [001]方向。 c)基于漫反射光谱的线性外推计算了 BZGO和 BMGO的光学带隙值。 d)用混合 DFT和 3× 3× 5k点网格计算 BZGO单元的总态密度和分态密度。费米能级设置为零能量。以上 DFT计算在 VASP软件上进行。
图 2 。 a ) BZ 0.4 M 0.6 GO:Bi 3+ 的漫反射光谱(灰线)和 BZ1- 的归一化 PLE 和 PL 光谱 yMyGO:Bi 3+ ( 0 ≤ y ≤ 1 )。 b ) BZ1- 中 Mg 2+ 浓度( y )与发光特性(峰位、半峰宽和积分强度)的关系 yMyGO:Bi 3+ ( 0 ≤ y ≤ 1 )。 c ) BZ1- 的数码照片 yMyGO:Bi 3+ ( 0 ≤ y ≤ 1 )在 365 nm 光照下。 d ) X 射线光电子能谱 BZGO:Bi 3+ 以及 BMGO : Bi 3+ ,参考标准 𝛼-Bi 2 O 3 。 e ) BZ1- 中 Ba&O 和 Zn/Mg-O 键长随 y 值的变化 yMyGO:Bi 3+ ( 0 ≤ y ≤ 1 )。 f ) BZ1 负极中的蓝色换档机构示意图 yMyGO:Bi 3+ ( 0 ≤ y ≤ 1 )荧光粉。
图 3 。 a )温度依赖的荧光光谱 BZGO:Bi 3+ ( y=0 )和 BMGO:Bi 3+ ( y=1 )在温度为 25–250 ° C 的 360 nm 下监测的磷光体。 b ) BZ1- 的集成 PL 强度 yMyGO:Bi 3+ ( 2 )浓度函数≤ 1 。 c )综合光致发光强度 BMGO : Bi 3+ , vSr 2+ ( 0 ≤ v ≤ 0.3 )(顶部)和 BMGO : Bi 3+ , nEu 3+ ( 0 ≤ n ≤ 0.1 )(底部),插图为活化能( Ea )变化 BMGO : Bi 3+ , vSr 2+ ( 0 ≤ v ≤ 0.3 )。 d )综合光致发光强度 BZGO : Bi 3+ , zSi 4+ ( 0 ≤ z ≤ 0.5 )(顶部)和 BZGO 中的电荷补偿: [Bi 3+ , A + ] ( A + = 无, Li + , Na + , K + )(底部),插图绘制了 BZGO : Bi 3+ , 0.5Si 4+ 。 e ) o1s 的 XPS 谱 BZGO:Bi 3+ 以及 BMGO:Bi 3+ 。 f ) BZ1−∆GO:Bi 3+ ( 0 ≤ ∆ ≤ 0.15 )的积分强度,插图绘制了 BZ 0.95 GO:Bi 3+ 荧光粉的温度依赖性荧光光谱。
图 4 。 a ) w-led 原型的 EL 光谱 BMGO:Bi 3+ 以及 BZGO:Bi 3+ 荧光粉。 b ) CIE- 制造 w-LED 器件的坐标位置。
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