Äskettäin Kiinan tiedeakatemian Shanghain optiikka- ja tarkkuuskoneiden instituutin kehittyneiden laser- ja optoelektronisten funktionaalisten materiaalien laitoksen sekä ilmalasertekniikan ja -järjestelmien laitoksen tutkimusryhmä on edistynyt korkean suorituskyvyn keraamisten loisteaineiden tutkimuksessa. käytetään valkoisessa valossa LED/LD-valaistuksessa, ja asiaankuuluvat tulokset on tiivistetty otsikossa "Lämpövoiman tutkiminen oranssinpunainen MgO-YMASG: Ce-komposiittifosforikeramiikka valkoisen valon LED/LD-valaistukseen" ja "Al2O3 Ce: (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12-komposiittikeraamisen loisteaineen valmistus korkean värintoiston valkoiseen LED/LD-valaistukseen " ja 'Al2O3-Ce:n valmistus: (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12-komposiittikeraamiset loisteaineet korkean värintoiston valkoiseen LED/LD-valaistukseen' on julkaistu Journal of Alloys and Compounds and Optical Materialsissa, vastaavasti.
Viime vuosina YAG:iin perustuvat fluoresenssimuunnetut valkoiset valodiodit (WLED) ja valkoiset laserdiodit (WLD:t): Ce-loisteaineita on käytetty laajalti valaistus- ja näyttökentillä niiden energiaa säästävän, ympäristöystävällisen ja pienen koon vuoksi. , ja pitkä käyttöikä. Niistä Ce: YAG fluoresoivaa keramiikkaa pidetään tärkeänä fluoresoivana konversiomateriaalina WLED/WLD-laitteissa niiden korkean valotehokkuuden, hyvän kemiallisen stabiilisuuden ja suhteellisen yksinkertaisen valmistusprosessin vuoksi. Kuitenkin sinisten LEDien ja LD:iden käyttötehon kasvaessa YAG: Ce fosforikeraamit kärsivät lämpöpurskeilmiöstä ja heikentävät siten niiden luminesenssitehokkuutta. Samaan aikaan punaisen komponentin puute YAG: Ce:n emissiospektrissä johtaa sen alhaiseen värintoistoindeksiin (CRI). Tästä syystä lämpöpurskeilmiön lieventämisestä ja fluoresoivan keramiikan luminesenssisuorituskyvyn parantamisesta suuren tehon virityksessä on tullut kaksi suurta haastetta.
Kuva 1. MgO-YMASG:n lämpödiffuusivuuden (a), ominaislämpökapasiteetin (b) ja lämmönjohtavuuden (c) lämpötilasta riippuvat trendit: Ce-komposiittifaasifosforikeramiikka
Kuva 2. MgO-YMASG:n valkoisen LED-emissiospektrit (a), luminesenssitehokkuus ja värilämpötila (b): Ce-fosforikeramiikka ja valkoisen LD-emissiospektrit (c) 30 at % MgO-näytteestä
Tässä työssä [Journal of Alloys and Compounds 990, 174436 (2024)] tutkimusryhmä valmisti onnistuneesti MgO-Y3Mg2AlSi2O12: Ce-komposiittifaasifluoresoivaa keramiikkaa tyhjiö-kiinteäfaasisintrauksella. Osoitettiin, että MgO voi esiintyä rinnakkain YMASG-vaiheen kanssa, ja MgO:n lisääminen toisena vaiheena vähensi tehokkaasti Y4MgSi3O13-epäpuhtauksien muodostumista. MgO-pitoisuuden kasvaessa näytteiden lämmönjohtavuus nousi arvosta 5,13 W/ (m∙K) arvoon 8,96 W/ (m∙K), mikä vähensi tehokkaasti fluoresoivien materiaalien lämmön kertymistä tehokkaan sinisen LED/-valon alla. LD viritys. Näytteiden luminesenssitehokkuus oli verrattavissa YMASG: Ce phosphor Ceramicsin MgO-pitoisuudella 30 paino-%. Tämä osoittaa, että MgO parantaa merkittävästi komposiittifosforikeramiikan valonuuttotehokkuutta. Tutkimus ehdottaa, että MgO-YMASG: Ce-komposiittifosforikeramiikka ovat lupaavia punaisen loisteaineen materiaaleina suuritehoisiin valkoisiin LED/LD-valaistukseen.
Tässä työssä [Optical Materials 151, 115397 (2024)] tutkimusryhmä valmisti Al2O3-Ce: (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12-komposiittifaasifluoresoivaa keramiikkaa tyhjiö-kiinteäfaasisintrauksella ja otettiin käyttöön Tb3+ estämään keramiikan värilämpötilan nousu dopingin aikana Mn2+ parantaaksesi sen värintoistoindeksiä. Tb3+ otetaan käyttöön estämään värilämpötilan nousua, ja toinen vaihe Al2O3 otetaan käyttöön lämpöpurskeilmiön lievittämiseksi tehokkaasti. Laser- ja LED-virityksen alaisena keramiikka, jossa oli 3 at % Ce3+ ja 4 at % Mn2+, osoitti korkeimmat CRI-arvot. Näistä CRI saavutti 75,6 laservirityksen ja 81,3 LED-virityksen. Tämä työ osoittaa, että komponenttien optimoinnin avulla Ce-Mn-Tb-seostus voi merkittävästi parantaa komposiittifaasifluoresoivan keramiikan värintoistoindeksiä ja lieventää värilämpötilan nousu, ja nämä havainnot ovat erittäin tärkeitä WLED/WLD-valaistuslaitteiden parantamisen kannalta.
Kuva 3. Al2O3-Ce:n WLED (a) ja WLD (b)(c): (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12 komposiittifaasin fluoresoiva keramiikka perustuu 3 % Ce{ {8}} keskittyminen
