Hiljuti on Hiina Teaduste Akadeemia Shanghai optika- ja täppismasinate instituudi kõrgtehnoloogiliste laser- ja optoelektrooniliste funktsionaalsete materjalide osakonna ning õhulasertehnoloogia ja -süsteemide osakonna uurimisrühm teinud edusamme suure jõudlusega keraamiliste fosforite uurimisel. kasutatakse valges valguses LED/LD-valgustuses ja asjakohased tulemused on kokku võetud pealkirjas "Termilise vastupidavuse uurimine oranžikaspunane MgO-YMASG: Ce-komposiit-luminofoorkeraamika valge valguse LED/LD-valgustuse jaoks ja "Al2O3 Ce: (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12-komposiit-keraamiliste luminofooride valmistamine kõrge värviedastusega valge LED/LD-valgustuse jaoks ja 'Al2O3-Ce valmistamine: (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12 komposiitkeraamilised luminofoorid kõrge värviedastusega valge LED/LD-valgustuse jaoks" on avaldatud vastavalt ajakirjas Journal of Alloys and Compounds and Optical Materials.
Viimastel aastatel on YAG-il põhinevad fluorestsents-muundatud valged valgusdioodid (WLED) ja valged laserdioodid (WLD): Ce-luminofoore on nende energiasäästlikkuse, keskkonnasõbralikkuse ja väikese suuruse tõttu laialdaselt kasutatud valgustus- ja kuvariväljadel. ja pikk kasutusiga. Nende hulgas peetakse Ce: YAG fluorestseeruvat keraamikat WLED/WLD seadmetes oluliseks fluorestseeruvaks muundusmaterjaliks tänu nende suurele valgustõhususele, heale keemilisele stabiilsusele ja suhteliselt lihtsale valmistusprotsessile. Kuna aga siniste LED-ide ja LD-de töövõimsus suureneb, kannatab YAG: Ce fosforkeraamika termilise purske nähtuse all ja vähendab seega nende luminestsentsi efektiivsust. Samal ajal põhjustab punase komponendi puudumine YAG: Ce emissioonispektris selle madalat värviedastusindeksit (CRI). Seetõttu on kaheks peamiseks väljakutseks muutunud termilise purske nähtuse leevendamine ja fluorestseeruva keraamika luminestsentstulemuse parandamine suure võimsusega ergastamisel.
Joonis 1. MgO-YMASG termilise difusiooni (a), erisoojusmahtuvuse (b) ja soojusjuhtivuse (c) temperatuurist sõltuvad trendid: Ce komposiitfaasiline fosforkeraamika
Joonis 2. MgO-YMASG valge LED emissioonispektrid (a), luminestsentsi efektiivsus ja värvitemperatuur (b): Ce fosforkeraamika ja 30 at% MgO proovi valge LD emissioonispektrid (c)
Selles töös [Journal of Alloys and Compounds 990, 174436 (2024)] valmistas uurimisrühm edukalt MgO-Y3Mg2AlSi2O12: Ce komposiitfaasilise fluorestseeruva keraamika vaakum-tahkefaasilise paagutamise teel. Näidati, et MgO võib eksisteerida koos YMASG faasiga ja MgO kasutuselevõtt teise faasina vähendas tõhusalt Y4MgSi3O13 lisandite moodustumist. MgO sisalduse suurenemisega suurenes proovide soojusjuhtivus 5,13 W/ (m∙K)-lt 8,96 W/-le (m∙K), mis leevendas tõhusalt fluorestseeruvate materjalide termilist akumuleerumist suure võimsusega sinise LED/ all. LD erutus. Proovide luminestsentsefektiivsus oli võrreldav YMASG: Ce fosforkeraamika omaga MgO sisaldusega 30 massiprotsenti. See näitab, et MgO parandab märkimisväärselt komposiitfosforkeraamika valguse ekstraheerimise efektiivsust. Uuring viitab sellele, et MgO-YMASG: Ce komposiitfosforkeraamika on paljulubav punase fosfori materjalina suure võimsusega valge LED/LD valgustusrakendustes.
Selles töös [Optical Materials 151, 115397 (2024)] valmistas uurimisrühm Al2O3-Ce: (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12 komposiitfaasi fluorestseeruvat keraamikat tahkefaasilise vaakumpaagutamise teel ja kasutusele Tb3+, et pärssida keraamika värvitemperatuuri tõusu dopingu ajal Mn{10}}, et parandada selle värviedastusindeksit. Tb3+ kasutatakse värvitemperatuuri tõusu pärssimiseks ja Al2O3 teine faas, et leevendada tõhusalt termilise purske nähtust. Laser- ja LED-ergastuse korral näitas keraamika 3 at% Ce3+ ja 4 at% Mn2+ kõrgeimaid CRI väärtusi. Nende hulgas saavutas CRI laserergastuse korral 75,6 ja LED-ergastuse korral 81,3. See töö näitab, et komponentide optimeerimise kaudu võib Ce-Mn-Tb kaasdoping oluliselt parandada komposiitfaasilise fluorestseeruva keraamika värviedastusindeksit ja leevendada värvitemperatuuri tõus ja need leiud on WLED/WLD valgustusseadmete täiustamisel väga olulised.
Joonis 3. Al2O3-Ce: (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12 komposiitfaasilise fluorestseeruva keraamika WLED (a) ja WLD (b)(c) jõudlus 3 at% Ce{ {8}} kontsentratsioon
