圖1.相應期刊封面
 

　　中國科學院寧波材料技術與工程研究所先進制造技術研究所的光電功能材料與器件團隊，研發出一種新型Ba9Lu2Si6O24：Ce3＋ 硅酸鹽青色熒光粉；在160℃時，其熒光量子效率可維持室溫的94%，表現出良好的熱穩定性。該研究獲國家發明專利一項，相關結果發表在 Advanced Optical Materials 上。

 

　　該團隊圍繞Ba9Lu2Si6O24材料，利用Tb3＋－Tb3＋量子剪裁和共振能量傳遞效應，獲得了一種發光效率高達144%的綠色熒光粉，實現了可見光量子剪裁；首次觀察到Eu2＋的異常紅光發射，采用低溫光譜手段追溯到了紅光來源；在此基礎上，通過Ce3＋／Eu2＋／Mn2＋共摻獲得了單一白光。獲國家發明專利一項，相關基礎研究結果發表在 The Journal of Physical Chemistry C、Materials Research Bulletin 上。

 

　　近日，該團隊通過理論和實驗相結合，在Ba9Lu2Si6O24基青色熒光粉發光性能調控方面開展系統研究。通過工藝優化，熒光內量子效率提升至90%，85℃/85% RH 條件老化1600小時以上的光衰小于10%。僅采用該青色熒光粉與紅粉復合，即可在 NUV 芯片上獲得顯色指數90以上的白光。基于對Ba9Lu2Si6O24第一性原理電子結構計算和理解，結合光譜學的實驗表征手段，該團隊提出一種計算寬帶隙無機非金屬材料基體帶隙的方法，并揭示材料發光的熱穩定性機理，除了熱和聲子相互作用可引起發光猝滅外，由熱引起的材料吸收率下降是導致發光材料熱猝滅的另一個原因。相關結果發表在 Journal of Materials Chemistry C 上。

 

　　此外，該團隊將Gd3Al2Ga3O12：Ce3＋黃色余輝熒光粉穩態熒光內量子效率提升至82%，這為解決交流 LED 頻閃問題提供了一種具有潛在價值的稀土發光材料。相關內容申請國家發明專利2項，部分研究結果發表在 Chemical Communications 上。

 

　　研究工作獲國家自然科學基金、浙江省公益技術基金、寧波市自然科學基金的資助。

　

　　圖2. Ba9Lu2Si6O24:Ce3+ 青色熒光粉與紅粉制備的近紫外基白光 LED 器件性能

　　圖3. Gd3Al2Ga3O12:Ce3+ 黃色余輝熒光粉發光照明及余輝光譜