[00696075]紫外-近紫外基白光LEDs用新型荧光粉的设计、合成及发光特性

“紫外-近紫外基白光LEDs用新型荧光粉的设计、合成及发光特性”项目属于材料科学技术学科的无机非金属材料学领域。白光LEDs是照明领域的革新者，其关键技术主要包括两方面，即LED芯片和荧光粉。该课题试图通过开发和研究新型的荧光粉，来推动高性能白光LEDs的发展。课题组以硼酸盐、磷酸盐、硅酸盐、卤化物及铟酸盐等为基质，开发了多种在白光LEDs领域有应用潜力的荧光粉。研究内容主要集中于系统地研究了非平衡取代体系中（如以三价稀土离子取代二价碱土金属离子），补偿电荷对材料发光性能的影响，并分析了其原因；探索了Sm<'3+>/Eu<'3+>共掺杂体系中，Sm<'3+>对Eu<'3+>的能量传递过程及机理，以及Eu<'3+>光谱性能改善的原因等；通过调控基质组分的方式，有效地调控了材料的光谱分布，解决了Eu<'2+>/Mn<'2+>双掺杂体系在光谱上缺少绿色成分的问题，获得了(Sr, Ba)2B2P2O10:Eu<'2+>, Mn<'2+>白色荧光粉；研究过程中，课题组已弄清了部分敏化离子与激活离子间的能量传递过程及机理；明确了基质结构微变与材料发光特性之间的关系等。该项目涉及的几个主要研究方向如下：首次以A+（A=Li、Na、K）作为补偿电荷，将其添加至BaZn2(PO<,4>)3:Sm<'3+>、Ba2SiO4:Eu<'3+>和Ca2BO3Cl:Sm<'3+>等材料中，一定程度上解决了非平衡取代体系中，不等价取代带来的影响，有效地增强了材料的发光强度，提高了材料的应用价值，研究结果提供了一种很好地改善白光LEDs用三基色荧光粉发光性能，进而获取高性能材料的方法；首次通过添加共激活剂Sm<'3+>于SrIn2O4:Eu<'3+>材料中的方式，有效地改善了Eu<'3+>掺杂材料在395-405 nm波段的吸收，使材料的激发光谱更好地匹配了近紫外芯片的光谱特性等，分析了Sm<'3+>对Eu<'3+>的能量传递机理等；研究结果为拓宽材料的光谱范围，进而提高材料在紫外-近紫外基白光LEDs领域的应用价值提供了可选途径；首次通过调控基质组分的方式，有效地解决了Eu<'2+>/Mn<'2+>双掺杂体系缺少绿色发光成分的问题，获得了适于370 nm长波紫外芯片高效激发的(Sr, Ba)2B2P2O10:Eu<'2+>, Mn<'2+>白色荧光粉，有效地避免了“紫外-近紫外LED芯片+三基色荧光粉”型白光LEDs用荧光粉间的颜色再吸收和配比调控问题，为获取白光LEDs用高性能单体白色荧光粉提供了理论和实验参考。首次开发了多种能够被紫外-近紫外LED（370-410 nm）高效激发，发射红、绿和蓝色光的荧光粉，涉及的基质体系包括碱-碱土硼酸盐（如LiSrBO<,3>）、磷酸盐（如Sr<,3>La(PO<,4>)<,3>）及硅酸盐（Na<,2>CaSiO<,4>）等，涉及的激活离子有Ce<'3+>、Eu<'3+>、Tb<'3+>、Sm<'3+>及Eu<'3+>等；获取了材料的最佳制备工艺，细致地分析和研究了材料的发光特性及机理；研究结果推动了紫外-近紫外基白光LEDs用三基色荧光粉的发展；上述研究成果已在国内、外有影响力的刊物上发表，共计54篇，其中SCI收录30篇，EI收录16篇。