寧波材料所所屬二級所先進制造所的光電功能材料與器件團隊研發(fā)出一種新型硅酸鹽青色熒光粉;在160℃時,其熒光量子效率可維持室溫的94%,表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性。該研究獲國家發(fā)明專利一項(ZL201410545720.6),相關(guān)結(jié)果發(fā)表于Advanced Optical Materials(2015, 3(8), 1096-1101,入選封面文章)。
隨后,該團隊圍繞材料,利用量子剪裁和共振能量傳遞效應(yīng),獲得了一種發(fā)光效率高達144%的綠色熒光粉,實現(xiàn)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(fā)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(chǔ)上,通過共摻獲得了單一白光。獲國家發(fā)明專利一項(ZL201510780416.4),相關(guān)基礎(chǔ)研究結(jié)果發(fā)表于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(jié)合,在基青色熒光粉發(fā)光性能調(diào)控方面開展了系統(tǒng)研究。通過工藝優(yōu)化,熒光內(nèi)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(fù)合,即可在NUV芯片上獲得顯色指數(shù)90以上的白光?;趯?img alt="" width="85" height="15" oldsrc="W020171220604888448807.jpg" src="http://www.nimte.ac.cn/news/progress/201712/W020171220604888448807.jpg" style="border: 0px; line-height: 24.5px; width: 85px; height: 18px;" />第一性原理電子結(jié)構(gòu)計算和理解,結(jié)合光譜學(xué)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,并揭示了材料發(fā)光的熱穩(wěn)定性機理,除了熱和聲子相互作用可引起發(fā)光猝滅外,由熱引起的材料吸收率下降是導(dǎo)致發(fā)光材料熱猝滅的另一個原因。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于J. Mater. Chem. C(2017, 5, 12365-12377,入選封面和熱點文章)。
團隊還將黃色余輝熒光粉穩(wěn)態(tài)熒光內(nèi)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(fā)光材料。相關(guān)內(nèi)容申請國家發(fā)明專利2項(2016112538620, 2016112538762),部分研究結(jié)果發(fā)表于Chem. Commun.(2017, 53, 10636-10639)并入選該期刊封底文章。
以上工作獲倫敦布魯內(nèi)爾大學(xué)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(xué)解榮軍研究員、工信部廣州電子五所徐華偉高工的支持,并獲國家自然科學(xué)基金(NSFC11404351)、浙江省公益技術(shù)基金(LGG18E020007)、寧波市自然科學(xué)基金(2014A610122,2017A610001)的資助。
圖1 相應(yīng)期刊封面
圖2 青色熒光粉與紅粉制備的近紫外基白光LED器件性能
圖3 黃色余輝熒光粉發(fā)光照明及余輝光譜
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