山东聊城大学科研团队在LED用发光材料研究方面
来源：司令 发布日期
2024-04-09 浏览：
LED用发光材料的光谱和热稳定性决定了白光LED器件的色温、显色指数和稳定性。随着人们生活水平的提高，对高质量照明和显示用LED器件提出了更高的性能要求，而高性能发光材料的研发成为其中的关键所在。
近日，聊城大学材料科学与工程学院新型发光材料团队在Chemical Engineering Journal（中科院1区、TOP期刊，2023年最新影响因子为15.1 ）发表了题为Defect regulation of a distinctive synthetic Eu2+-doped SiAlON S-phase towards controllable spectra and thermal quenching for white-light-emitting diode的学术研究论文。
本文成功在SiAlON家族的BaAlSi5O2N7材料中实现了对晶格氧空位的有效调控，从而有效调控了材料的发射光谱和热稳定性，最终获得了一种具有优异热稳定性的宽带黄色发光材料。
晶格中的氧空位缺陷在能带中形成的缺陷能级一般位于导带底附近，可能会起到明显的电子陷阱作用。这种电子陷阱可以捕获发光中心被激发后的电子，随着温度的升高，被捕获的电子在声子的作用下返回发光中心的激发态能级，弥补材料由于热猝灭现象引起的强度损失。
同时，氧空位在部分材料中可以作为发光中心，其发光能量约为2.5 eV。因此，对晶格中氧空位的有效调控不仅能够有效提高材料的热稳定性，也可以对材料的发射光谱起到调控的作用。
本文通过设计原料中AlN和Si3N4的比例，成功通过高温固相法制备了具有大量本征氧空位的BaAlSi5O2N7：Eu2+发光材料。并通过调控AlN和Si3N4的比例，制备了一系列相同结构的固溶体发光材料BaAl1+ySi5-yO2-y/2N7：Eu2+发光材料。
结果表明，随着晶格中Al/N比的逐渐增大，BaAl1Si5O2N7：Eu2+晶格中的氧空位缺陷逐渐减少，使得材料的发射光谱整体向长波长方向进行展宽的同时，其在200℃的发光强度由室温强度的130%调控至100%左右。
本研究探索的缺陷调控方法为LED发光材料的性能调控提供了有效的参考，有助于高性能发光材料的研发工作。
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