我校艾尔肯·斯地克教授团队在白光LED用高热稳定性青色荧光粉研究中取得新进展

发布时间:2023-11-23浏览次数:10

近日,我校物理与电子工程学院由艾尔肯·斯地克教授带领的矿物发光功能材料与器件创新团队,在国际学术期刊Ceramics InternationalJCR 1区,材料科学Top期刊,IF : 5.2)连续发表3篇学术论文,题目分别为Development of novel Eu2+ and Li+ Co-doped cyan-emitting aluminosilicate phosphors”,“Preparation of novel KAlSiO4: Ce3+ broadband cyan-emitting phosphors via partial cation substitution for applications in white-light LEDs”,“Preparation and luminescence properties of Ba0.92-xSrxAl2Si2O8:0.08Eu2+ blue-cyan phosphors for white light LEDs”。通讯作者为艾尔肯·斯地克教授,2021级博士研究生热孜宛古丽·延塔克2021级研究生哈力扎提·阿卜力米提为第一作者,新疆师范大学为第一完成单位本课题组通过以上三个工作制备的青色荧光粉,实现了二色发白光目的,简化了LED制备工艺,并证明了它们在未来的WLEDs照明领域中具有较好的应用前景。

工作一采用高温固相法制备了一系列KAlSiO4:x Eu2+, y Li+青色荧光粉;10% Li+的掺入可以使代表样品发射颜色从蓝青光调控为青光发射;量子产率从71.5%提高到93.3%;150℃时的发射强度从室温的75.9%提高到室温的92.7%;白光LED器件显色指数(Ra)分别从82提高到95(如图1所示)。

图片1  (a) KAlSiO4:0.02Eu2+, y Li+荧光粉的发射光谱; (b)使用代表样品制备的WLED器件的EL光谱图

工作二采用高温固相法制备了一系K1-xAlSiO4:xCe3+青色荧光粉;掺入Ce3+之后,样品具有宽的发射带,能够覆盖蓝色和绿色区域;半高宽平均值在130nm左右;代表样品在150℃的发光强度是室温的91.1%;结果与DFT计算结果相结合,确定以上材料具有较好的热稳定性和刚性;LED器件的显色指数均超过90(如图2所示)。

 

图片2  (a) K0.96AlSiO4:0.04Ce3+ 荧光粉的变温光谱; (b) WLED器件在60 mA电流驱动下的EL光谱图

工作三:通过高温固相法和阳离子替代策略制备了Ba0.92Al2Si2O8:0.08Eu2+和Ba0.92-xSrxAl2Si2O8:0.08Eu2+(x=0~0.5)荧光粉,改变Sr2+的浓度达到相变目的,并使Ba0.92Al2Si2O8:0.08Eu2+的发光强度10.33倍;代表样品在150℃温度下的发光强度为室温的91.3%,具有高的热稳定性;白光LED器件的Ra为87,色温为3759 K(如图3所示)。

图片3  (a) Ba0.92xSrxAl2Si2O8:0.08Eu2+ (x=0~0.5) 荧光粉的发射光谱; (b)使用代表样品制备的WLED器件的EL光谱图

三项工作得到了国家自然科学基金(Grant No.12264050)、新疆师范大学矿物发光与微结构重点实验室研究基金资助项目(Grant No. KWFG202201)、新疆师范大学化学化工学院博士点建设经费创新培育项目(Grant No. 22162001)以及新疆师范大学研究生科研创新项目(Grant No. XJ107622201)的支持。

艾尔肯·斯地克教授为自治区“天山英才”入选者,享受国务院特殊津贴专家,新疆物理学会副理事长,自治区“新疆发光矿物与光功能材料研究”重点实验室主任;自治区普通高等学校“新疆矿物发光材料及其微结构”重点实验室室主任;新疆师范大学“物理学”学科带头人。从事矿物发光特性研究20多年,为开发和研制新型发光材料提供了一定的理论依据和技术指导。共主持课题9项,其中国家级科研项目5项;发表学术论文80余篇,其中40余篇被SCI收录;4篇学术论文分别获得自治区人民政府自然科学优秀论文奖。

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