Advanced Optical Materials:高效化学稳定的白光LED用红色荧光单晶

晶莹通透的单晶体如钻石、水晶等,是大自然赠与人类的珍宝。与多晶粉体材料相比,单晶体具有良好的透光性能、导电导热性能等许多独特的优势。闪闪发光的光致发光晶体材料(荧光晶体)由于其较少的表面缺陷,对光的漫反射及散射作用小,透光性能好,从而可以更有效地利用入射光,提高其光-光转换性能。此外,其良好的导热性能,也有利于器件的散热功能。因此相对于粉体荧光粉而言,发光单晶体材料将具有更加广泛的应用前景,例如应用于大功率白光发光二极管(LED)照明和显示上。

云南民族大学汪正良、佐治亚南方大学王笑军、中山大学吴明娒教授等人共同报道了室温条件下生长毫米尺度的Cs2XF6:Mn4+(X = Ge、Si、Ti)单晶红色荧光颗粒,其外量子效率显著高于相应粉体样品。此外,与粉体样品相比,单晶体颗粒在不同pH条件下对水表现出更高的化学稳定性。 基于此种Cs2XF6:Mn4+晶体颗粒的红色 LED器件显示出比相应粉体颗粒封装的LED器件具有显著提高的流明效率。由蓝光芯片上的红色荧光晶体(例如Cs2GeF6:Mn4+)和商业Y3Al5O12:Ce3+荧光粉组装而成的白色LED器件所发射的暖白光,具有高发光效率(高达193 lm W-1),高显色指数(88)和低色温(3107 K)。因此,这些效率和稳定性大大提高的红色荧光单晶体可望应用于高品质LED背光显示器和白光LED照明,尤其是应用于微型LED器件内部。相关论文在线发表在Adv. Opt. Mater. (DOI: 10.1002/adom.201901512)。相关工作得到了NSFC-云南省联合基金重点项目、国家自然科学基金、云南省科技计划项目的资助。