Недавно исследовательская группа из отдела перспективных лазерных и оптоэлектронных функциональных материалов и отдела авиационных лазерных технологий и систем Шанхайского института оптики и точного машиностроения Китайской академии наук добилась прогресса в исследовании высокоэффективных керамических люминофоров. применяется для освещения LED/LD белым светом, а соответствующие результаты обобщены в заголовке «Исследование термически стойкого оранжево-красного MgO-YMASG: композитная люминофорная керамика Ce для освещения LED/LD белого света» и «Изготовление композитных керамических люминофоров Al2O3 Ce: (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12 для высокой цветопередачи белого светодиодного/LD освещения» и «Изготовление Al2O3-Ce: (Y, Tb)3( Композитные керамические люминофоры Al, Mn)5O12 для высокой цветопередачи белого светодиодного/LD освещения были опубликованы в Журнале сплавов и соединений и оптических материалов соответственно.
В последние годы белые светодиоды с флуоресцентным преобразованием (WLED) и белые лазерные диоды (WLD) на основе YAG:Ce люминофоров широко используются в области освещения и дисплеев благодаря их энергосберегающим, экологически чистым и небольшим размерам. и длительный срок службы. Среди них флуоресцентная керамика Ce:YAG считается важным флуоресцентным конверсионным материалом в устройствах WLED/WLD из-за их высокой светоотдачи, хорошей химической стабильности и относительно простого процесса приготовления. Однако по мере увеличения рабочей мощности синих светодиодов и светодиодов люминофорная керамика YAG:Ce будет страдать от явления теплового взрыва и, таким образом, снижать эффективность их люминесценции. Между тем отсутствие красной составляющей в спектре излучения YAG:Ce приводит к его низкому индексу цветопередачи (CRI). Таким образом, две основные задачи заключаются в том, как смягчить явление теплового взрыва и улучшить характеристики люминесценции флуоресцентной керамики при возбуждении высокой мощности.
Рис. 1. Температурные зависимости температуропроводности (а), удельной теплоемкости (б) и теплопроводности (в) композитной фазовой люминофорной керамики MgO-YMASG:Ce.
Рис. 2. Спектры излучения белого светодиода (а), эффективность люминесценции и цветовая температура (б) керамики MgO-YMASG:Ce-люминофор и спектры излучения белого светодиода (в) образца с 30 ат% MgO
В этой работе [Journal of Alloys and Compounds 990, 174436 (2024)] исследовательская группа успешно подготовила флуоресцентную керамику с композитной фазой MgO-Y3Mg2AlSi2O12: Ce методом вакуумного твердофазного спекания. Показано, что MgO может сосуществовать с фазой YMASG, а введение MgO в качестве второй фазы эффективно снижает образование примесей Y4MgSi3O13. С увеличением содержания MgO теплопроводность образцов увеличилась с 5,13 Вт/(м∙К) до 8,96 Вт/(м∙К), что эффективно снизило термическое накопление флуоресцентных материалов под действием мощного синего светодиода. ЛД возбуждение. Эффективность люминесценции образцов была сопоставима с люминесцентной керамикой YMASG:Ce при содержании MgO 30 мас.%. Это указывает на то, что MgO значительно повышает эффективность светоотдачи композитной люминофорной керамики. Исследование показывает, что композитная люминофорная керамика MgO-YMASG:Ce перспективна в качестве материалов красного люминофора для мощных белых светодиодов/LD осветительных приборов.
В этой работе [Optical Materials 151, 115397 (2024)] исследовательская группа подготовила композитно-фазовую флуоресцентную керамику Al2O3-Ce: (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12 методом вакуумного твердофазного спекания и ввели Tb3+ для подавления повышения цветовой температуры керамики и легировали Mn2+ для повышения ее индекса цветопередачи. Tb3+ вводится для подавления повышения цветовой температуры, а вторая фаза Al2O3 вводится для эффективного смягчения явления термического взрыва. При лазерном и светодиодном возбуждении керамика с 3 ат.% Ce3+ и 4 ат.% Mn2+ показала самые высокие значения CRI. Среди них индекс цветопередачи достиг 75,6 при лазерном возбуждении и 81,3 при светодиодном возбуждении. Эта работа демонстрирует, что за счет оптимизации компонентов совместное легирование Ce-Mn-Tb может значительно улучшить индекс цветопередачи флуоресцентной керамики с композитной фазой и смягчить явление повышение цветовой температуры, и эти результаты имеют большое значение для улучшения осветительных устройств WLED/WLD.
Рис. 3. Характеристики WLED (а) и WLD (б)(в) композитно-фазной флуоресцентной керамики Al2O3-Ce: (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12 на основе 3 ат.% Ce{ {8}} концентрация
