隨著led產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與繁榮，技術(shù)也實現(xiàn)了不斷的突破。從合肥工業(yè)大學(xué)獲悉，該?？蒲腥藛T在led熒光材料研究方面取得重要進(jìn)展，成果刊登于英國《自然》系刊《科學(xué)報告》上。

 

　　大功率led器件廣泛應(yīng)用于家庭及戶外公共照明，然而，led照明光源在長時間使用時，會出現(xiàn)亮度變暗并發(fā)生顏色漂移問題。近日，合肥工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院陳雷副教授和蔣陽教授課題組在釔鋁石榴石系列LED熒光材料及其光色調(diào)控機制方面取得的研究成果，揭示了這一現(xiàn)象的科學(xué)機理，為進(jìn)一步提高LED熒光材料性能提供了重要手段。

 

　　由于發(fā)光效率高以及熱穩(wěn)定性相對較好，釔鋁石榴石熒光粉是白光LED器件封裝中應(yīng)用最多的熒光粉，在家用照明與戶外路燈中使用的大功率led器件，幾乎全是利用該熒光粉封裝而成。然而，采用該熒光粉的LED白光是冷色光，給人帶來的舒適感較差。為了使led發(fā)光顏色從冷光向暖色光轉(zhuǎn)變，目前常用的方法是在釔鋁石榴石熒光粉中用釓離子取代釔離子，從而使熒光粉發(fā)射波長紅移，達(dá)到降低色溫、提高顯色指數(shù)的效果。但是，釓離子取代釔離子后會造成發(fā)光效率下降以及熱穩(wěn)定性變差。對于這種現(xiàn)象，長期以來經(jīng)典位型坐標(biāo)模型和分子軌道雜化理論無法合理解釋。

 

　　陳雷副教授及其課題組，通過綜合應(yīng)用X射線吸收近邊結(jié)構(gòu)、擴展X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)、紫外光電能譜價帶譜、X射線衍射、熱釋光與熒光光譜等實驗手段，并結(jié)合電子能帶結(jié)構(gòu)、電子態(tài)密度和電荷差分密度理論計算，從剛性結(jié)構(gòu)中的電子云擠壓變形角度，對Gd離子取代造成的光譜紅移、強度下降和熱穩(wěn)定性變差的本征機制給出了一種全新解釋。由于Gd離子半徑較大，在釔鋁石榴石剛性結(jié)構(gòu)中會造成電子云擠壓變形，造成晶體場增強、電子有效質(zhì)量減輕、電子鋪展能級范圍擴大和帶隙減小，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)光效率下降與熱穩(wěn)定性降低。近日，這一研究成果刊登于英國《自然》系刊《科學(xué)報告》上。

 

　　據(jù)介紹，這一理論不僅科學(xué)地解釋了Gd取代后的釔鋁石榴石熒光粉發(fā)光現(xiàn)象，而且對開發(fā)新型剛性結(jié)構(gòu)熒光材料具有重要的指導(dǎo)意義。陳雷副教授介紹說：“根據(jù)這一理論建立的模型，未來還可以指導(dǎo)開發(fā)具有特定色澤的人造寶石晶體，并賦予更加絢麗多彩的顏色，例如各種人造鉆石、藍(lán)寶石和紅寶石等，不但呈現(xiàn)高透光率與反光率，而且可以訂制特定色澤使之光鮮奪目。”