华南理工大学夏志国教授关于“LED用Eu²⁺掺杂硅酸盐荧光粉的结构设计及最新进展”精彩论文

文章标题：LED用Eu²⁺掺杂硅酸盐荧光粉的结构工程策略

DOI: 10.1021/accountsmr.0c00014

创新性（主要内容）

本研究揭示了为实现不同LED应用需求，建立了有效的结构工程策略以快速精准地设计开发Eu²⁺掺杂硅酸盐荧光粉体系。 Eu²⁺独特的发光特性归因于5d能级亚壳层的质心移动、5d能级最低与最高的能量差（晶场分裂）、最低激发带最大值与发射带最大值的能量差（Stoke位移）以及较宽的发射带宽。因此，稀土离子Eu²⁺的发光可以通过各种结构策略来调节，如利用不同的取代方式（改变化学组成和晶体结构）、调节Eu²⁺的最佳晶体学格位和控制基质材料的结构相变； 当涉及不同的基质结构、化学组成时，所获得的稀土荧光粉的发光颜色、带宽都将是不同的。 本研究还概述了土发光材料LED应用为重点的最新研究进展，所涉及的应用领域包括白光LED照明，液晶LED背光源显示器，以及用于医疗和夜视的近红外LED。为了进一步研究满足新兴LED应用的Eu²⁺掺杂硅酸盐荧光粉，未来的研究可以集中在结构刚性与Eu²⁺发光的关系的更深入认识，进而开发出全新的荧光粉材料体系。

研究背景（主要原因）

尽管荧光粉转换型发光二极管（PC-LED）已得到广泛应用，但其性能仍有改进的空间，这主要取决于所用荧光粉的发光特性。 同时，Eu²⁺掺杂硅酸盐荧光粉成本低，是一种优良的光电子发光材料。 其发射颜色可以覆盖近紫外（N-UV）到近红外(NIR)，带宽可调。 由于Eu²⁺掺杂硅酸盐荧光粉具有很高的潜力，科学家们渴望突破Eu2+掺杂硅酸盐荧光粉的极限，实现最先进的LED应用。 这一研究有助于揭示Eu²⁺的“化学组成-晶体结构-发光性能”， 这种努力将有助于研究人员开发更高性能的Eu²⁺掺杂荧光粉来满足新兴的应用。

SDG影响力（研究意义）

全球LED照明市场在2020年达到了840亿美元的价值。 全球市场的高需求表明LED在各种应用（工业和消费用途）中的重要性。 通过聚焦于使用Eu²⁺掺杂硅酸盐荧光粉来推动LED的发展，这项研究显示了与UNSDG 9目标（产业、创新和基础设施）的良好一致。 尖端的LED将直接提升无数器件和设备的特性和性能。