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半導體/PCB

寧波材料所在LED用稀土發光材料研究方麵取得進展

Johnny 來源:寧波材料所2018-01-09 我要評論(0 )   

 LED固態照明器件具有高效、節能、環保等優(you) 點,經過十多年發展已基本取代傳(chuan) 統白熾燈、熒光燈而成為(wei) 新一代照明光源。熒光粉具有

  LED固態照明器件具有高效、節能、環保等優點,經過十多年發展已基本取代傳統白熾燈、熒光燈而成為新一代照明光源。熒光粉具有波長轉換功能,在決定LED白光性能如顯色指數、色溫、效率等方麵起著重要作用,是LED照明器件的關鍵材料之一,研發效率高和熱穩定性較好的熒光粉一直是人們追求的目標。

  寧波材料所所屬二級所先進製造所的光電功能材料與(yu) 器件團隊研發出一種新型矽酸鹽青色熒光粉;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(zhuan) 利一項(ZL201410545720.6),相關(guan) 結果發表於(yu) Advanced Optical Materials(2015, 3(8), 1096-1101,入選封麵文章)。

  隨後,該團隊圍繞材料,利用量子剪裁和共振能量傳(chuan) 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(J. Phys. Chem. C 2016, 120, 2362-2370);首次觀察到的異常紅光發射,采用低溫光譜手段追溯到了紅光來源(Inorg. Chem. 2016, 55, 8628-8635);在此基礎上,通過共摻獲得了單一白光。獲國家發明專(zhuan) 利一項(ZL201510780416.4),相關(guan) 基礎研究結果發表於(yu) J. Phys. Chem. C 2015, 119, 24558-24563;Materials Research Bulletin 2016, 80, 288-294。

  近期,該團隊通過理論和實驗相結合,在基青色熒光粉發光性能調控方麵開展了係統研究。通過工藝優(you) 化,熒光內(nei) 量子效率提升至90%,85℃/85%RH條件老化1600小時以上的光衰小於(yu) 10%。僅(jin) 采用該青色熒光粉與(yu) 紅粉複合,即可在NUV芯片上獲得顯色指數90以上的白光。基於(yu) 對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(ti) 帶隙的方法,並揭示了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(ge) 原因。相關(guan) 結果發表於(yu) J. Mater. Chem. C(2017, 5, 12365-12377,入選封麵和熱點文章)。

  團隊還將黃色餘(yu) 輝熒光粉穩態熒光內(nei) 量子效率提升至82%,這為(wei) 解決(jue) 交流LED頻閃問題提供了一種具有潛在價(jia) 值的稀土發光材料。相關(guan) 內(nei) 容申請國家發明專(zhuan) 利2項(2016112538620, 2016112538762),部分研究結果發表於(yu) Chem. Commun.(2017, 53, 10636-10639)並入選該期刊封底文章。

  以上工作獲倫(lun) 敦布魯內(nei) 爾大學Jack Silver教授、中科院長春光機所張家驊研究員、日本國立材料研究所/廈門大學解榮軍(jun) 研究員、工信部廣州電子五所徐華偉(wei) 高工的支持,並獲國家自然科學基金(NSFC11404351)、浙江省公益技術基金(LGG18E020007)、寧波市自然科學基金(2014A610122,2017A610001)的資助。

圖1 相應期刊封麵

圖2 青色熒光粉與(yu) 紅粉製備的近紫外基白光LED器件性能

圖3 黃色餘(yu) 輝熒光粉發光照明及餘(yu) 輝光譜

  

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