近期，華南理工大學(xué)發(fā)光材料與器件國家重點實驗室教授夏志國團(tuán)隊開發(fā)了一種基于玻璃熔體中粒子自穩(wěn)定模型的快速合成技術(shù)，并研制出面向激光照明應(yīng)用的新型高穩(wěn)定性稀土熒光粉-玻璃復(fù)合材料。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《自然-通訊》。
據(jù)了解，稀土發(fā)光材料是我國稀土戰(zhàn)略資源高效利用的核心材料之一。其中，無機(jī)稀土熒光粉在照明、顯示等光源器件領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用背景和實際需求。
夏志國向《中國科學(xué)報》介紹，一方面由于LED本身在大功率下存在效率驟降的瓶頸，另一方面，在有機(jī)封裝高溫、潮濕等條件下，傳統(tǒng)熒光粉轉(zhuǎn)換型LED光源器件存在穩(wěn)定性問題和強(qiáng)藍(lán)光/紫外光輻射下老化問題。因此，亟需發(fā)展高穩(wěn)定性熒光玻璃/陶瓷材料，以滿足諸如航空照明、水下照明及內(nèi)窺鏡等大功率LED及激光熒光光源應(yīng)用。
研究顯示，稀土熒光粉-玻璃復(fù)合材料（PGC）具有豐富的玻璃基體材料選擇性和優(yōu)異的穩(wěn)定性。但在已報道的PGC材料中，存在合成時間長的問題，進(jìn)而導(dǎo)致熒光粉不可避免存在熱侵蝕和性能下降。因此，發(fā)展PGC的快速合成策略可以確保稀土熒光粉顆粒的完整性以維持甚至提升發(fā)光效率，并降低成本以及顯著提高PGC材料的制造效率。
夏志國團(tuán)隊提出了一種基于玻璃熔體中粒子自穩(wěn)定模型的熒光粉-玻璃復(fù)合材料的快速合成策略，研究建立了熔融玻璃與熒光粉顆粒之間的潤濕性模型關(guān)系，使得多種石榴石基商用稀土熒光粉顆粒在10秒內(nèi)就能夠致密均勻地分散在碲酸鹽玻璃中。
該項研究制備的黃色發(fā)射PGC材料具有98.4%的量子效率、86.8%的吸收系數(shù)。在450納米藍(lán)色激光激發(fā)下，可以產(chǎn)生光通量為1227流明的理想白光。研究團(tuán)隊還合成出一系列具有高量子效率的橙色、黃色和綠色顏色可調(diào)的玻璃基復(fù)合發(fā)光材料，并為新型多功能玻璃復(fù)合材料提供了一種可推廣的合成策略。
