中国地大《LPR》：满足高质量白光LED照明要求的荧光粉！

荧光粉的热猝灭是发展高质量白光发光二极管面临的最大挑战之一。针对这一问题，中国地质大学等单位的研究人员报道了一种具有青色发射的并且具有高热稳定性的Ba₂ZnGe₂O₇:Bi³⁺荧光粉。在150℃时，其发射强度增加到25℃时原始强度的114%。证明抗热猝灭现象的主要原因是结构刚度高，并为开发高质量WLED应用的抗热猝灭荧光粉开辟了新的思路。相关论文以题目为“Anti-Thermal-Quenching Bi³⁺ Luminescence in a Cyan-Emitting Ba₂ZnGe₂O₇: Bi Phosphor Based on Zinc Vacancy”发表在Laser & Photonics Reviews 期刊上。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/lpor.202000048

作者报道了一系列掺Bi³⁺的黄铁矿荧光粉，它的发光颜色可以从蓝色调成红光。由于结构刚度高，BMGO:Bi³⁺荧光粉具有很低的TQ，在150℃时发射强度达到25℃时初始强度的87%。此外，TQ特性可以通过元素替换进一步优化。

BZGO:Bi³⁺荧光粉具有优异的抗TQ性能，在150°C时荧光强度达到25°C时原始强度的114%。BZ_0.95GO:Bi³⁺的抗TQ性能空前提高，在150℃、200℃、250℃下，发光强度分别提高到138%、148%和134%，其抗TQ性能显著提高。

其机理主要是Bi²⁺的热诱导自氧化和氧空位缺陷。产生氧空位缺陷和实现Bi²⁺离子热诱导自氧化的概念为开发抗TQ荧光粉提供了新的思路。这一理念有助于照明技术的快速发展。此外，W-led具有高显色指数（Ra=98.9）和较低的校正色温（CCT=4466k）的暖白光，证明所制备的青色荧光粉能够很好地满足高质量W-led照明的要求。（文：爱新觉罗星）

图1。Ba₂(Zn/Mg)Ge₂O₇的晶体结构a）[010]和b）[001]方向。c）基于漫反射光谱的线性外推计算了BZGO和BMGO的光学带隙值。d）用混合DFT和3×3×5k点网格计算BZGO单元的总态密度和分态密度。费米能级设置为零能量。以上DFT计算在VASP软件上进行。

图2。a）BZ_0.4M_0.6GO:Bi³⁺的漫反射光谱（灰线）和BZ1-的归一化PLE和PL光谱yMyGO:Bi³⁺（0≤y≤1）。b）BZ1-中Mg²⁺浓度（y）与发光特性（峰位、半峰宽和积分强度）的关系yMyGO:Bi³⁺（0≤y≤1）。c）BZ1-的数码照片yMyGO:Bi³⁺（0≤y≤1）在365 nm光照下。d） X射线光电子能谱BZGO:Bi³⁺以及BMGO：Bi³⁺，参考标准𝛼-Bi₂O₃。e）BZ1-中Ba&O和Zn/Mg-O键长随y值的变化yMyGO:Bi³⁺（0≤y≤1）。f）BZ1负极中的蓝色换档机构示意图yMyGO:Bi³⁺（0≤y≤1）荧光粉。

图3。a）温度依赖的荧光光谱BZGO:Bi³⁺（y=0）和BMGO:Bi³⁺（y=1）在温度为25–250°C的360 nm下监测的磷光体。b）BZ1-的集成PL强度yMyGO:Bi³⁺（2）浓度函数≤1。c）综合光致发光强度BMGO：Bi³⁺，vSr²⁺（0≤v≤0.3）（顶部）和BMGO：Bi³⁺，nEu³⁺（0≤n≤0.1）（底部），插图为活化能（Ea）变化BMGO：Bi³⁺，vSr²⁺（0≤v≤0.3）。d）综合光致发光强度BZGO：Bi³⁺，zSi⁴⁺（0≤z≤0.5）（顶部）和BZGO中的电荷补偿：[Bi³⁺，A⁺]（A⁺=无，Li⁺，Na⁺，K⁺）（底部），插图绘制了BZGO：Bi³⁺，0.5Si⁴⁺。e）o1s的XPS谱BZGO:Bi³⁺以及BMGO:Bi³⁺。f）BZ1−∆GO:Bi³⁺（0≤∆≤0.15）的积分强度，插图绘制了BZ_0.95GO:Bi³⁺荧光粉的温度依赖性荧光光谱。

图4。a）w-led原型的EL光谱BMGO:Bi³⁺以及BZGO:Bi³⁺荧光粉。b）CIE-制造w-LED器件的坐标位置。