研究團隊在白光LED用組合熒光材料研究方面取得重要進展

現(xiàn)階段大規(guī)模商用白光LED由于缺乏紅光成分使得器件顯色指數(shù)偏低、色溫偏高，從而對色彩的還原能力較弱，光品質(zhì)較差。近年來，為實現(xiàn)高顯色指數(shù)白光發(fā)射，近紫外芯片激發(fā)熒光粉的組合受到了廣泛關(guān)注。

近日，廣東省科學院半導體研究所封裝應(yīng)用平臺與廣東省科學院資源利用與稀土開發(fā)研究所、中山大學相關(guān)團隊合作，以β-Ca3(PO4)2為基質(zhì)的母體結(jié)構(gòu)，通過研究稀土離子Tb3 和Eu3 在Ca8ZnLu(PO4)7的發(fā)光性質(zhì)，設(shè)計制備了Ca8ZnTb(PO4)7: Eu3 顏色可調(diào)發(fā)光材料。

研究團隊通過結(jié)構(gòu)精修確定了制備材料與β-Ca3(PO4)2同構(gòu)，通過結(jié)構(gòu)特征解釋了單摻材料不發(fā)生濃度猝滅的原因。進一步利用光譜分析發(fā)現(xiàn)材料中存在Tb3 向Eu3 的能量傳遞，通過計算得到能量傳遞機理為電偶極-電四極相互作用。

研究結(jié)果顯示，通過改變Tb3 ，Eu3 摻雜比例，可以實現(xiàn)光色由綠光到紅光的精確調(diào)控。將具有優(yōu)異熱穩(wěn)定性和色穩(wěn)定性的Ca8ZnTb(PO4)7:0.2Eu3 黃色熒光粉和BAM: Eu2 商業(yè)藍粉組裝到370 nm近紫外芯片可以得到Ra = 81.3, CCT = 2634 K的暖白光LED器件，揭示該材料在近紫外芯片激發(fā)的白光LED領(lǐng)域有潛在應(yīng)用價值。

材料結(jié)構(gòu)、陽離子配位情況與白光LED器件圖

相關(guān)研究成果發(fā)表在國際知名學術(shù)期刊《Dalton Transactions》上，省科學院半導體研究所顏靖博士為第一作者和第一通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學基金、中國博士后科學基金以及省科學院實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展能力建設(shè)專項資金資助。

來源：廣東省科學院半導體研究所