Các nhà nghiên cứu của Đại học Lan Châu đã phát triển một loại bột huỳnh quang phát sáng màu vàng có cấu trúc garnet mới hiệu quả để chiếu sáng bằng tia laser công suất cao

Wang Deyin từ Đại học Lan Châu @ Wang Yuhua LPR thay thế BaLu2Al4SiO12 bằng cặp Mg2+- Si4+ Bột huỳnh quang phát ra ánh sáng xanh mới BaLu2 (Mg0,6Al2,8Si1,6) O12: Ce3+ được điều chế bằng cách sử dụng cặp Al3+- Al3+ trong Ce3+, với hiệu suất lượng tử bên ngoài (EQE) là 66,2%. Đồng thời với độ dịch chuyển đỏ của phát xạ Ce3+, sự thay thế này cũng làm mở rộng phát xạ của Ce3+ và làm giảm độ ổn định nhiệt của nó.

Đại học Lan Châu, Vương Đức Ân và Vương Ngọc Hoa, LPR thay thế BaLu2Al4SiO12 bằng cặp Mg2+-Si4+: Bột huỳnh quang phát quang màu vàng kích thích ánh sáng xanh mới BaLu2 (Mg0,6Al2,8Si1,6) O12: Ce3+ được điều chế bằng cách sử dụng cặp Al3+-Al3+ trong Ce3+, với hiệu suất lượng tử ngoài (EQE) là 66,2%. Đồng thời với độ dịch chuyển đỏ của phát xạ Ce3+, sự thay thế này cũng làm mở rộng phát xạ của Ce3+ và làm giảm độ bền nhiệt của nó. Sự thay đổi quang phổ là do sự thay thế Mg2+-Si4+, gây ra những thay đổi trong trường tinh thể cục bộ và tính đối xứng vị trí của Ce3+.

Để đánh giá tính khả thi của việc sử dụng các chất phát quang màu vàng mới phát triển cho chiếu sáng laser công suất cao, chúng được chế tạo dưới dạng bánh xe phát quang. Dưới sự chiếu xạ của tia laser xanh với mật độ công suất 90,7 W mm - 2, quang thông của bột huỳnh quang màu vàng là 3894 lm và không có hiện tượng bão hòa phát xạ rõ ràng. Sử dụng diode laser xanh (LD) với mật độ công suất 25,2 W mm - 2 để kích thích các bánh xe phát quang màu vàng, ánh sáng trắng sáng được tạo ra với độ sáng 1718,1 lm, nhiệt độ màu tương quan là 5983 K, chỉ số hoàn màu là 65,0 và tọa độ màu là (0,3203, 0,3631).
Những kết quả này chỉ ra rằng các chất phát quang màu vàng mới tổng hợp có tiềm năng đáng kể trong các ứng dụng chiếu sáng bằng tia laser công suất cao.

Hình 1

Cấu trúc tinh thể của BaLu1,94(Mg0,6Al2,8Si1,6)O12:0,06Ce3+ nhìn dọc theo trục b.

Hình 2

a) Ảnh HAADF-STEM của BaLu1.9(Mg0.6Al2.8Si1.6)O12:0.1Ce3+. So sánh với mô hình cấu trúc (hình chèn) cho thấy tất cả các vị trí của cation nặng Ba, Lu và Ce đều được chụp rõ nét. b) Mẫu SAED của BaLu1.9(Mg0.6Al2.8Si1.6)O12:0.1Ce3+ và chỉ số liên quan. c) HR-TEM của BaLu1.9(Mg0.6Al2.8Si1.6)O12:0.1Ce3+. Hình chèn là HR-TEM phóng to. d) SEM của BaLu1.9(Mg0.6Al2.8Si1.6)O12:0.1Ce3+. Hình chèn là biểu đồ phân bố kích thước hạt.

Hình 3

a) Phổ kích thích và phát xạ của BaLu1.94(MgxAl4−2xSi1+x)O12:0,06Ce3+(0 ≤ x ≤ 1,2). Hình chèn là ảnh chụp BaLu1.94(MgxAl4−2xSi1+x)O12:0,06Ce3+ (0 ≤ x ≤ 1,2) dưới ánh sáng ban ngày. b) Vị trí đỉnh và sự thay đổi FWHM theo x tăng đối với BaLu1.94(MgxAl4−2xSi1+x)O12:0,06Ce3+ (0 ≤ x ≤ 1,2). c) Hiệu suất lượng tử bên ngoài và bên trong của BaLu1.94(MgxAl4−2xSi1+x)O12:0,06Ce3+ (0 ≤ x ≤ 1,2). d) Đường cong phân rã phát quang của BaLu1.94(MgxAl4−2xSi1+x)O12:0.06Ce3+ (0 ≤ x ≤ 1.2) theo dõi phát xạ cực đại tương ứng của chúng (λex = 450 nm).

Hình 4

a–c) Bản đồ đường đồng mức của phổ phát xạ phụ thuộc nhiệt độ của BaLu1.94(MgxAl4−2xSi1+x)O12:0.06Ce3+(x = 0, 0.6 và 1.2) phosphor dưới sự kích thích 450 nm. d) Cường độ phát xạ của BaLu1.94(MgxAl4−2xSi1+x)O12:0.06Ce3+ (x = 0, 0.6 và 1.2) ở các nhiệt độ nung khác nhau. e) Sơ đồ tọa độ cấu hình. f) Phép khớp Arrhenius của cường độ phát xạ của BaLu1.94(MgxAl4−2xSi1+x)O12:0.06Ce3+ (x = 0, 0.6 và 1.2) theo hàm của nhiệt độ nung.

Hình 5

a) Phổ phát xạ của BaLu1.9(Mg0.6Al2.8Si1.6)O12:0.1Ce3+ dưới sự kích thích của LD xanh với mật độ công suất quang khác nhau. Hình chèn là ảnh chụp bánh xe phốt pho chế tạo. b) Thông lượng phát sáng. c) Hiệu suất chuyển đổi. d) Tọa độ màu. e) Biến thiên CCT của nguồn sáng đạt được bằng cách chiếu xạ BaLu1.9(Mg0.6Al2.8Si1.6)O12:0.1Ce3+ với LD xanh ở các mật độ công suất khác nhau. f) Phổ phát xạ của BaLu1.9(Mg0.6Al2.8Si1.6)O12:0.1Ce3+ dưới sự kích thích của LD xanh với mật độ công suất quang là 25,2 W mm−2. Ảnh chèn là ảnh chụp ánh sáng trắng được tạo ra khi chiếu sáng bánh xe phốt pho màu vàng bằng LD màu xanh với mật độ công suất là 25,2 W mm−2.

Trích từ Lightingchina.com


Thời gian đăng: 30-12-2024