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南开科研团队在缺陷诱导高热稳定性发光材料方面取得重要进展
来源: 南开大学新闻网发稿时间:2021-11-30 21:52

  南开新闻网讯(通讯员 武莉)目前固态照明与显示等主要是通过LED芯片涂覆发光材料实现,因此,发光材料在照明、显示等领域具有无可替代的作用。随着工作时间延长,固态芯片将出现发热现象,这将导致涂覆在芯片上的荧光粉材料因受热而出现不可逆转的劣化。如何保障发光材料在高温下既具有良好的发光强度,又能保持良好的色度坐标稳定性,即发光材料具有良好的热稳定性是固态照明和显示等器件具有优异性能的关键。

  南开大学物理科学学院许京军教授团队的武莉教授、孔勇发教授、电子信息与光学工程学院张毅教授及华南理工大学夏志国教授等发现锰离子掺杂无机化合物NaZn(PO3)3作为发光材料具有250℃的抗热猝灭特性。

  图1. (a) NaZn(PO3)3的晶体结构;(b) 双发光中心发射谱的分峰拟合谱图;(c) 不同气氛下制备样品的发光强度与温度关系图;(d) NaZn(PO3)3: Mn2+抗热淬灭机理示意图。

  研究人员通过选择在结构上具有刚性网状骨架的类钙钛矿结构化合物NaZn(PO3)3为基质材料,通过掺入Mn4+,在空气中高温烧结,不仅实现了锰离子从+4价到+2价的自还原,而且由于此过程中引入的大量深能级缺陷使得发光材料具有优异抗热猝灭性能。该工作不仅简化了低价态发光离子的制备工艺,更重要的是能够保证发光材料在高温下激活离子不被氧化,表现出高达250℃的抗热猝灭特性,为解决因芯片温度上升导致发光材料性能劣化这一难题提供了一个全新的思路。

  研究论文以“Defect-induced Self-reduction and Antithermal Quenching in NaZn(PO3)3:Mn2+ Red Phosphor” 为题发表在Advanced Optical Materials上。武莉教授、张毅教授、夏志国教授为共同通讯作者,南开大学为第一完成单位。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委、天津市科技局的资助。

  相关文章链接:https://doi.org/10.1002/adom.202100870

编辑:韦承金

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