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基于给体受体间能量传递机制的高效发光材料物理
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2013
  • 中图分类:
    TN104.3
  • 关键词:
  • 成果简介:
    通过构建或调控能量传递体系,改善了现有商用发光材料的光谱性能,或设计出新型高效发光材料,为研制照明和显示技术所需的先进发光材料奠定了坚实物理基础。通过构建能量传递机制改善了现有LED荧光粉的光谱性能,获得白光显色指数超过80,甚至90(理想=100)。采用三种物理途径,成功将掺铈硅酸钪钙Ca3Sc2Si3O12:Ce<'3+>(CSS)的高效绿色发光转换成黄色发光,实现CSS转换的高显色性白光LED。1)选择CSS绿色荧光材料为母体,引入氮产生红色发光中心为受体,通过原有绿色中心向红色新中心的能量传递,实现光谱加宽和显色性提高,利用该单一荧光材料和蓝色LED芯片制备出白光LED,显色指数达到86;2)选择CSS绿色荧光材料为母体,掺杂红色中心Mn<'2+>为受体,实现光谱加宽,所得白光LED的显色指数高达91;3)在CSS中,分别引入镥(Lu)取代Ca,Mg取代Sc,增强了晶场强度,有效降低了Ce<'3+>发射能量,发光颜色实现绿黄可调。所制得的白光LED显色指数达到86,流明效率达86lm/W。调控能量传递实现高效的红外到可见上转换发光。采用核壳结构设计纳米六角相NaYF4:Yb20%,Er2%@NaYF4,阻断激发能量向纳米颗粒表面的传递,980nm红外光激发下,上转换绿光增强一个数量级以上;发现CaSc2O4:Tm<'3+>/Yb<'3+>比通常氧化物基质具有大的红外吸收截面和Yb<'3+>向受体能量传递效率,导致其上转换发光亮度比典型氧化物Y2O3:Tm<'3+>/Yb<'3+>提高3倍。研究表明,CaSc2O4中,Yb<'3+>有较大的吸收率和更有效的Yb<'3+>→Tm<'3+>能量传递,因此,CaSc2O4是一种高效上转换发光的氧化物基质。在商用橙色荧光粉Sr3SiO5:Eu<'2+>中,发现引入Tm<'3+>产生电子存储中心,由此发生很强的红外上转换发光。引入Tm<'3+>后,红外上转换发光增强30多倍,存储时间可达1000小时以上,比商用硫化物稳定环保。发表SCI论文43篇;授权中国发明专利11项;2010年获吉林省科技进步一等奖1项。
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