近日,新疆师范大学物理与电子工程学院由艾尔肯·斯地克教授带领的矿物发光功能材料与器件创新团队,在国际学术期刊Ceramics International(JCR 1区,材料科学Top期刊,IF : 5.2)连续发表3篇学术论文,题目分别为“Development of novel Eu2+ and Li+ Co-doped cyan-emitting aluminosilicate phosphors”,“Preparation of novel KAlSiO4: Ce3+ broadband cyan-emitting phosphors via partial cation substitution for applications in white-light LEDs”,“Preparation and luminescence properties of Ba0.92-xSrxAl2Si2O8:0.08Eu2+ blue-cyan phosphors for white light LEDs”。通讯作者均为艾尔肯·斯地克教授,2021级博士研究生热孜宛古丽·延塔克、2021级研究生哈力扎提·阿卜力米提为第一作者,新疆师范大学为第一完成单位。本课题组通过以上三个工作制备的青色荧光粉,实现了二色发白光目的,简化了LED制备工艺,并证明了它们在未来的WLEDs照明领域中具有较好的应用前景。
工作一:采用高温固相法制备了一系列KAlSiO4:x Eu2+, y Li+青色荧光粉;10% Li+的掺入可以使代表样品发射颜色从蓝青光调控为青光发射;量子产率从71.5%提高到93.3%;150℃时的发射强度从室温的75.9%提高到室温的92.7%;白光LED器件显色指数(Ra)分别从82提高到95(如图1所示)。
图片1 (a) KAlSiO4:0.02Eu2+, y Li+荧光粉的发射光谱; (b)使用代表样品制备的WLED器件的EL光谱图
工作二:采用高温固相法制备了一系K1-xAlSiO4:xCe3+青色荧光粉;掺入Ce3+之后,样品具有宽的发射带,能够覆盖蓝色和绿色区域;半高宽平均值在130nm左右;代表样品在150℃的发光强度是室温的91.1%;结果与DFT计算结果相结合,确定以上材料具有较好的热稳定性和刚性;LED器件的显色指数均超过90(如图2所示)。
图片2 (a) K0.96AlSiO4:0.04Ce3+ 荧光粉的变温光谱; (b) WLED器件在60 mA电流驱动下的EL光谱图
工作三:通过高温固相法和阳离子替代策略制备了Ba0.92Al2Si2O8:0.08Eu2+和Ba0.92-xSrxAl2Si2O8:0.08Eu2+(x=0~0.5)荧光粉,改变Sr2+的浓度达到相变目的,并使Ba0.92Al2Si2O8:0.08Eu2+的发光强度10.33倍;代表样品在150℃温度下的发光强度为室温的91.3%,具有高的热稳定性;白光LED器件的Ra为87,色温为3759 K(如图3所示)。
图片3 (a) Ba0.92xSrxAl2Si2O8:0.08Eu2+ (x=0~0.5) 荧光粉的发射光谱; (b)使用代表样品制备的WLED器件的EL光谱图
三项工作得到了国家自然科学基金(Grant No.12264050)、新疆师范大学矿物发光与微结构重点实验室研究基金资助项目(Grant No. KWFG202201)、新疆师范大学化学化工学院博士点建设经费创新培育项目(Grant No. 22162001)以及新疆师范大学研究生科研创新项目(Grant No. XJ107622201)的支持。
论文1链接:https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.09.247
论文2链接:https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.01.199
论文3链接:https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.09.151
艾尔肯·斯地克教授为自治区“天山英才”入选者,享受国务院特殊津贴专家,新疆物理学会副理事长,自治区“新疆发光矿物与光功能材料研究”重点实验室主任;自治区普通高等学校“新疆矿物发光材料及其微结构”重点实验室室主任;新疆师范大学“物理学”学科带头人。从事矿物发光特性研究20多年,为开发和研制新型发光材料提供了一定的理论依据和技术指导。共主持课题9项,其中国家级科研项目5项;发表学术论文80余篇,其中40余篇被SCI收录;4篇学术论文分别获得自治区人民政府自然科学优秀论文奖。