《白光LED用新型二價鉍離子摻雜發光材料的基礎研究》是依託華南理工大學，由彭明營擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：白光LED用新型二價鉍離子摻雜發光材料的基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：彭明營
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為了解決能源短缺和環境惡化這一全球性問題，迫切需要開發與利用新型清潔能源與節能技術。新型固態白光LED照明兼具節能環保、高效耐用等特點，引起了全世界的普遍關注。但現有白光LED商品的缺陷是色溫高、顯色指數低，克服這種缺陷的方法是引入具有藍光吸收的橙或紅色螢光粉。目前對這些螢光粉的研究皆集中在稀土或過渡金屬離子摻雜的體系，而對Bi2+作為活性離子摻雜的研究甚少。我們的前期研究表明：一些Bi2+摻雜螢光粉具有藍光吸收，黃、橙或紅色螢光，有望實現低色溫、高顯色指數LED白光輸出。因此本項目選取Bi2+作為激活離子，系統研究其在各種晶體中的發光性質，探討其與不同晶場環境間的相互作用行為，操控Bi2+周圍配位微環境，使吸收與螢光峰和器件匹配，開發出高效可提高白光LED產品性能的橙或紅色螢光材料及有望替代YAG:Ce的黃粉，進一步探討黃色光譜區通過直接躍遷實現雷射輸出的可能性。
結題摘要
開發與利用新型清潔能源與節能技術是解決能源短缺、緩解環境惡化等問題的有效途徑。因具節能環保、高效耐用等特點，固態白光LED照明獲得了廣泛關注。但現有白光LED商品色溫高、顯色指數低，克服這種缺陷的方法就是引入具有藍光吸收的紅色螢光粉，或者開發基於紫光晶片的白光LED，這種方案需要開發具有紫光吸收的三基色螢光粉。目前對這些螢光粉的研究主要集中在稀土摻雜體系，而對Bi2+摻雜潛力體系研究甚少。本工作對Bi2+摻雜材料開展了系統研究；總結了穩定不同價態鉍離子的方法，在研究中發現Bi53+室溫下具有1-4微米發光，這為探索新型近中紅外雷射材料開闢了一個新方向，發現了Bi0、Bi+模型的近紅外發光光譜證據，加深了人們對鉍摻雜雷射材料近紅外發光本質的認識，發現了系列高效Bi3+摻雜黃粉與紅粉；提出了彭氏局域過剩正電荷模型，利用這種模型可使Bi3+→Bi2+還原反應在氧化性合成條件下發生，這一模型可推廣至更多變價離子摻雜體系；通過對鉍摻雜不同氧化物體系的研究，發現了系列具有藍光或紫光吸收的紅或橙色螢光材料，其中Bi2+在硫酸鹽、硼酸鹽中發光較強，在矽酸鹽、磷酸鹽等中較弱，發現溫度對Bi2+壽命及發光影響較小，製備了白光LED器件，Bi2+摻雜材料的加入可改善顯色性能；確認了鉍摻雜磷酸鹽晶體與玻璃中的紅光發射源自Bi2+，而非Kroeger等人認為的Bi3+；研究發現可通過改變Bi2+周圍配位環境控制2P1/2→2P3/2吸收強度與峰位。在本項目的資助下，發現了系列具有紫光-藍光吸收Mn4+摻雜高效紅粉。
