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LED荧光材料研究获重要进展

2018-03-11 13:21:54

合肥工业大学材料科学与工程学院陈雷和蒋阳课题组,在钇铝石榴石系列LED荧光材料及其光色调控机制方面取得重要进展,为进一步提高LED荧光材料的性能提供了重要依据。相关成果发表于《科学报告》杂志。

钇铝石榴石是重要的宝石晶体,可应用于固体激光器基质和闪烁体探测器等。其中,三价铈离子激活的钇铝石榴石荧光粉(YAG:Ce)被广泛应用于家用照明和户外路灯中的大功率LED器件。为使LED发光颜色从冷光向暖色光转变,目前常用的方法是在YAG:Ce中用Gd离子取代Y离子,从而使荧光粉发射波长红移刮布机,达到降低色温、提高显色指数的效果。然而,Gd取代Y后会造成发光效率下降以及热稳定性变差。

陈雷等应用X射线吸收精细结构等现代实验手段,结合电子能带结构理论计算研究证实,由于Gd离子半径较大,在YAG刚性结构中会造成电子云挤压变形,进而造成晶体场增强、电子有效质量减轻、电子铺展能级范围扩大和带隙减小。随着带隙减小、从激发态至导带底自电离能级障碍降低以及电子有效质量减少,占据高能激发态的电子密度和电子离阈能力随温度升高而增强,造成效率下降与热猝灭增强。(通讯员周慧 记者杨保国)

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