《稀土荧光材料的可控合成及能量传递增效》

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项目属于无机非金属材料领域,是材料科学、化学和物理学科的交叉。发光二极管(Light-Emitting Diodes,LED)由于具有节能、环保、寿命长、体积小、反应快等优点,被称为21世纪的绿色照明光源,在照明和显示领域方面具有巨大的应用前景。白光LED所用的荧光转换材料主要以稀土离子作为激活剂,中国作为稀土资源大国,大力发展稀土荧光材料,推动固体白光照明发展,具有十分重要的经济意义和战略意义。为了提高荧光转换材料的发光效率,探索稀土荧光材料中的能量传递、晶体结构-发光性质调控等关键问题的机理,为新型照明显示用荧光材料提供重要的理论依据和指导,项目选取“稀土荧光材料的可控合成及能量传递增效”为研究主题,通过高温固相法和低温湿化学法可控制备系列稀土荧光材料,系统研究了通过加入电荷补偿剂、基质取代、掺杂共激活离子等手段,在晶格中造成格位缺陷,以获得高效发光中心的方法;协同电荷补偿效应增效敏化剂与激活剂之间的能量传递,实现多色调谐发光,进而得到单一基质白光荧光材料。

主要创新成果包括:

利用电荷补偿、基质取代、掺杂共激活离子等方法,实现红色荧光材料发光强度和色纯度的提高,增强和拓宽基质在400nm左右的激发带,为荧光材料的结构-发光性质调控提供理论依据与实验基础;提出协同电荷补偿效应增效敏化剂与激活剂之间的能量传递以实现荧光材料多色调谐发光,进而得到单一基质白光荧光材料。揭示了单一基质白光荧光材料在白光LED方面潜在的应用前景。

发展了微乳液-微波法设计制备系列纳米结构荧光材料的低温湿化学可控制备方法,揭示了材料的组成、尺寸对其发光性质的影响关系。

该研究成果共发表期刊论文41篇,其中SCI收录29篇,中文核心12篇。8篇代表性论文均发表在SCI二区期刊上(2015 JCR分区),其中4篇发表在材料科学领域国际TOP学术期刊Journal of Alloys and Compounds和Journal of the American Ceramic Society上。8篇代表性论文在Web of Science所有库总共被他人正面引用236次,其中在SCI-EXPANDED中他引214次。

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