杨晨 1,2叶梦琳 1,2周文理 1,2,*
作者单位
摘要
1 光能转换材料湖南省高校重点实验室, 湖南 长沙  410081
2 湖南师范大学 化学化工学院, 湖南 长沙  410081
Mn4+掺杂的氟化物红色荧光粉的耐湿性差,严重影响了白色发光二极管(WLEDs)的光色稳定性。本工作基于绿矾溶液的还原性,将K2SiF6∶Mn4+颗粒表面的Mn4+还原成可溶的低价态Mn2+,实现了氟化物粒子的表面钝化及高耐湿性。在水浸360 h后,表面钝化的K2SiF6∶Mn4+粒子的发光强度仍保持初始强度的95%,而未处理的K2SiF6∶Mn4+颗粒发光强度迅速降为初始值的46%。此外,采用绿矾溶液对表面已水解的氟化物荧光粉进行简单的浸泡,可使其完全恢复原来的发光强度。电感耦合等离子体-原子发射光谱、X射线光电子谱、元素能谱等表征结果显示,经绿矾溶液处理的K2SiF6∶Mn4+粒子表面的Mn4+浓度显著减小,证实了惰性壳层K2SiF6的形成,揭示了氟化物粒子耐湿性显著提升的原因。此外,经高温(85℃)高湿(85%)的条件老化1 000 h后,WLEDs器件中表面钝化的K2SiF6∶Mn4+粒子仍保持着100%的红色发光强度,明显高于未钝化的氟化物的59%,进一步证实了绿矾溶液钝化的K2SiF6∶Mn4+红色荧光粉具有非常优异的环境稳定性。
Mn4+掺杂 红色荧光粉 耐湿性 绿矾溶液 表面钝化 Mn4+ doping red phosphor moisture resistance green alum solution surface passivation 
发光学报
2024, 45(2): 299
作者单位
摘要
1 河北大学 物理科学与技术学院, 新能源光电器件国家地方联合工程实验室, 河北 保定  071002
2 河北利福光电技术有限公司, 河北省半导体照明与显示关键材料重点实验室, 河北 保定  071000
研究了粉末原子层沉积技术(ALD)在白光LED用K2SiF6∶Mn4+(KSFM)红色荧光粉包覆和表面改性中的应用,以及对其结构特性、发光性能和湿热环境中稳定性的影响。结果表明,采用ALD技术以三甲基铝作为前驱体、臭氧作为氧化剂,可以在KSFM表面形成氧化铝包覆层。X射线衍射、表面形貌分析表明,ALD处理过程不会影响KSFM荧光粉的晶相和形貌特征。发光光谱分析表明,由于氧化铝钝化特性还会增强KSFM荧光粉的发光强度,并且不改变其发光波长。相较于未经包覆的KSFM荧光粉,包覆层可以显著改善KSFM粉末的湿热环境稳定性,ALD包覆后样品的相对发光强度在85%湿度/85 ℃环境中老化处理24 h后仍能保持初始值的84%。
K2SiF6∶Mn4+ 红色荧光粉 表面改性 原子层沉积 湿热稳定性 K2SiF6∶Mn4+ red phosphor surface modification atomic layer deposition damp-heat stability 
发光学报
2024, 45(3): 443
作者单位
摘要
东南大学 材料科学与工程学院, 江苏 南京  210089
采用高温固相法制备Na+、In3+、Ge4+单掺或共掺杂的LiScSi2O6∶Cr3+荧光粉,通过漫反射光谱、光致激发和发射光谱、量子效率测试等手段对其光吸收及光致发光性能进行了研究。实验结果表明,Na+、In3+、Ge4+等离子单独掺杂均可提升LiScSi2O6∶Cr3+荧光粉对460 nm蓝光的吸收,而多格位阳离子共掺可进一步增强光吸收能力,吸收效率可从最初的50.5%提升至60.9%。多格位离子单掺或共掺引起Cr3+占据八面体结构畸变程度增加,从而导致光吸收增强。优化荧光体系LiSc0.4In0.6Si1.6Ge0.4O6∶Cr3+的近红外发射峰波长为860 nm,半高宽为160 nm, 内、外量子效率分别为72.5%和41.8%,封装制成的荧光转换型LED器件在100 mA驱动电流下近红外光输出功率为 63.1 mW,近红外电光转换效率为22.3%,表现出较好的近红外发光综合性能。本研究工作为增强Cr3+激活近红外荧光粉的光吸收提供了一种有效手段。
近红外荧光粉 Cr3+激活 多格位掺杂 光吸收调控 NIR phosphor Cr3+ activated multisite cation substitution light absorption regulation 
发光学报
2024, 45(3): 415
作者单位
摘要
1 沈阳理工大学 理学院, 辽宁 沈阳 110159
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
亚微米尺寸K2SiF6∶Mn4+荧光粉被认为是Micro-LED显示领域的变革性技术,但是小粒径K2SiF6∶Mn4+荧光粉的合成技术不成熟,难以实现亚微米尺度下的高效发光。因此,本文报道了一种亚微米级K2SiF6∶Mn4+荧光粉的沉淀合成新方法。经荧光光谱分析,该荧光粉在450 nm蓝光激发下展现出典型的Mn4+红色发光,其内量子效率高达94.9%。经扫描电子显微镜(SEM)观察,合成的荧光粉粒径分布在150 ~ 450 nm范围。该荧光粉具备良好的热猝灭性能,在443 K可保持室温发光强度的102%。将绿色荧光粉β-sialon∶Eu2+和K2SiF6∶Mn4+混合涂覆在蓝光芯片上制成白光LED,其色域覆盖范围达到133% NTSC,在驱动电流从10 mA增加到120 mA的情况下,色温波动~10%、显色指数波动~2%,总体性能保持稳定。本文将为亚微米尺寸K2SiF6∶Mn4+ 荧光粉的合成提供新的方法,以促进Micro-LED显示技术的进一步发展。
荧光粉 亚微米尺寸 Mirco-LED 合成方法 phosphor submicron-size Mirco-LED synthesis 
发光学报
2024, 45(1): 94
赵见国 1,*索博研 1,2徐儒 1王书昶 2,**[ ... ]常建华 1
作者单位
摘要
1 南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 江苏 南京 210044
2 常熟理工学院 电子信息工程学院, 江苏 常熟 215500
随着人们对照明光源品质要求的不断提高,单一的指标参数已不能完全满足对LED的评价。本文研究了荧光粉配比和激发波长对白光LED的显色指数、光谱功率分布的蓝光危害占比指数、光谱连续度和光效等参数的影响。研究发现,合适的荧光粉种类和配比可以降低荧光粉之间的二次吸收、减少能量损失、光线衰减以及光谱的畸变,实现白光LED品质的提升。此外,不同波长蓝光LED激发荧光粉的优势各不相同,通过组合使用,可提高白光LED的显色指数、光谱连续度,降低光谱功率分布的蓝光危害占比指数。本文采用普通商用450 nm和460 nm的蓝光LED芯片激发优化后的荧光粉,显著提高了白光LED的品质,其显色指数、光谱功率分布的蓝光危害占比指数、光谱连续度和光效分别为97.4、26.3%、93.6%和98.75 lm/W。本研究为高品质白光LED的制备提供了完备的参考依据,有利于推动高品质白光LED的普及。
高品质LED 激发波长 荧光粉配比 high quality LED emission wavelength phosphor ratio 
发光学报
2024, 45(1): 103
作者单位
摘要
1 福州大学机械工程及自动化学院,福建 福州 350108
2 莆田学院机电与信息工程学院,福建 莆田 351100
荧光粉沉淀是影响白光LED发光质量和光学一致性的关键因素。为了实现荧光粉沉淀的快速、无损检测,提出一种基于光学相干层析(OCT)技术的荧光粉沉淀检测方法。使用OCT系统对白光LED进行成像,比较白光LED的OCT与切片图像,分析了荧光粉的数量分布和沉淀物形态。根据荧光粉数量与面积分数的关系以及荧光粉沉淀过程中荧光粉数量分布的变化特点,设计了从OCT图像中提取荧光粉面积分数的算法,分析了荧光粉面积分数与荧光粉沉淀程度的变化关系。实验结果表明,OCT技术可以准确检测白光LED的荧光粉沉淀物形态,荧光粉在OCT图像中的面积分数可以量化荧光粉沉淀程度。该方法可以满足白光LED荧光粉沉淀的检测要求,并可用于白光LED的质量检测和封装工艺研究。
光学相干层析 白光LED 荧光粉沉淀 无损检测 量化分析 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0412006
作者单位
摘要
1 之江实验室,浙江 杭州 311121
2 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
3 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083

采用真空高温固相反应烧结技术制备了Ce∶Y3Al5O12(掺杂原子数分数为0.2%)与Al2O3复合相荧光陶瓷(简称Ce∶YAG-Al2O3),采用蓝光发光二极管(LED)芯片,以透射模式激发,系统研究了退火处理对荧光陶瓷发光性能的影响以及不同厚度与不同表面粗糙度的荧光陶瓷的发光性能的变化规律。结果表明,退火处理可明显改善荧光陶瓷的发光性能,且在相同激发条件下,随着荧光陶瓷厚度的增加,透射蓝光与荧光陶瓷所发出的黄绿荧光的强度比下降,色温降低,发光效率升高。陶瓷表面粗糙度的增加可明显提高荧光陶瓷的发光效率。对于同一荧光陶瓷样品,蓝光入射面的粗糙度小,光出射面的粗糙度大,有利于降低荧光陶瓷的色温,提高其发光效率。

材料 复合相荧光陶瓷 表面粗糙度 光电转换效率 色温 发光光谱 
中国激光
2024, 51(5): 0503001
作者单位
摘要
1 中国石油大学(华东) 理学院, 山东 青岛  266580
2 河北大学 物理科学与技术学院, 河北 保定  071002
利用高温固相法合成了Ca9.15La0.9(PO47∶0.05Eu2+yMn2+和Ca9.3La0.8(PO47∶0.05Eu2+yMn2+系列荧光粉。通过荧光粉的发射光谱和荧光衰减曲线证实Eu2+、Mn2+之间存在能量传递,且增大Mn2+的掺杂浓度,获得了从青光(绿光)到白光变化的荧光粉。材料的热稳定性显示Eu2+的两个不同颜色的发射峰表现出不同的温度猝灭行为。Ca9.15La0.9(PO47∶0.05Eu2+,0.35Mn2+的色坐标接近标准白光且色温与太阳光相近,光谱覆盖整个可见光区域。研究结果表明,材料在白光发光二极管方面有潜在的应用价值。
发光 荧光粉 能量传递 Ca9.15La0.9(PO47∶0.05Eu2+yMn2+ phosphor luminescence energy transfer Ca9.15La0.9(PO47∶0.05Eu2+yMn2+ 
发光学报
2023, 44(12): 2168
作者单位
摘要
新疆师范大学 物理与电子工程学院, 新疆发光矿物与光功能材料研究自治区重点实验室, 新疆 乌鲁木齐  830054
近红外 (NIR) 器件的小型化和智能化需求推动了高效宽带近红外荧光粉的设计与发展。目前,Cr3+激活的宽带近红外荧光粉主要采用传统的多格位共占据策略设计实现。然而,由于处在不同晶体学格位的Cr3+热猝灭行为不一致和光谱稳定性差等问题,导致其实际应用受限。本文基于单格位占据策略,采用高温固相法制备了一系列宽带近红外荧光粉KSc1-xP2O7xCr3+x = 0.01~0.09) ,并对其晶体结构、发光性能及热猝灭机理进行分析。研究结果表明,在x = 0.03 时,KSc0.97PO7∶0.03Cr3+(KSP∶0.03Cr3+) 样品发光强度达到最大值,随后出现浓度猝灭现象,该现象主要归因于相邻Cr3+?Cr3+之间的能量传递。在蓝光激发下,KSP∶0.03Cr3+样品光谱覆盖700~1 200 nm,发射主峰位于857 nm,半高宽为149 nm。此外,通过晶体结构和低温光谱分析以及对Cr3+所处晶体场强度计算,表明该宽带近红外发射的实现归因于Cr3+占据处于弱晶体场(Dq/B = 1.98) 的Sc3+晶体学格位。在高温373 K时,样品的发光强度为室温下发光强度的60.2%,表明该荧光粉具有良好的热稳定性。最后,利用该荧光粉与蓝光LED芯片制备了近红外荧光粉转换型LED(NIR pc?LED) 器件,证实该荧光粉在生物医学成像、夜视以及食品检测方面具有潜在应用价值。
近红外荧光粉 单格位占据策略 宽带发射 Cr3+掺杂 NIR pc-LED near-infrared phosphor one-site occupation strategy broadband emission Cr3+ NIR pc-LED 
发光学报
2023, 44(12): 2158
作者单位
摘要
1 青海大学 机械工程学院,青海 西宁 810016
2 中国地质大学(北京) 材料科学与工程学院,北京 100083
采用高温固相法合成了一种新型的Yb3+和Ho3+共掺杂的Ba3In(PO43上转换荧光粉,并研究了其晶体结构、上转换发光及能量传递机制。在980 nm激光激发下,Yb3+吸收能量并传递至Ho3+;此外,激光功率对于荧光粉发光颜色无明显影响,发光颜色主要集中在橙黄色区域(0.543,0.452)。测得0.05Yb3+和0.032Ho3+掺杂的荧光粉的荧光寿命约为467.61 μs。还测量了该荧光粉温度依赖的发光光谱,并计算了其用作光学温度计的绝对灵敏度(Sa)和相对灵敏度(Sr)。结果表明,该荧光粉具有良好的热稳定性,423 K时的发射强度仍保持在室温的81.68%,5S25F45I85F55I8跃迁的ΔE分别约为0.19 eV和0.27 eV。此外,其SaSr最大值分别为0.31%·K-1和0.09%·K-1(573 K)。
荧光粉 上转换发光 温度传感性能 phosphor up-conversion luminescence temperature sensing performance 
发光学报
2023, 44(11): 1958

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