في الآونة الأخيرة، أحرز فريق بحث من قسم الليزر المتقدم والمواد الوظيفية الإلكترونية الضوئية وقسم تكنولوجيا وأنظمة الليزر المحمولة جوا، معهد شنغهاي للبصريات والآلات الدقيقة، الأكاديمية الصينية للعلوم، تقدما في البحث عن فوسفورات السيراميك عالية الأداء. يتم تطبيقه في إضاءة LED / LD ذات الضوء الأبيض، ويتم تلخيص النتائج ذات الصلة في عنوان "التحقيق في MgO-YMASG ذو اللون البرتقالي والأحمر القوي حرارياً: سيراميك الفوسفور المركب Ce للضوء الأبيض إضاءة LED/LD" و"تصنيع Al2O3 Ce: (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12 فوسفور سيراميك مركب لإضاءة LED/LD بيضاء عالية اللون" و"تصنيع Al2O3-Ce: ( تم نشر Y, Tb)3(Al, Mn)5O12 الفوسفور الخزفي المركب لإضاءة LED/LD ذات اللون الأبيض العالي في مجلة السبائك والمركبات و المواد البصرية، على التوالي.
في السنوات الأخيرة، تم استخدام الثنائيات الباعثة للضوء الأبيض (WLEDs) وثنائيات الليزر البيضاء (WLDs) المستندة إلى YAG: فوسفورات Ce على نطاق واسع في مجالات الإضاءة والعرض نظرًا لصغر حجمها وتوفيرها للطاقة وصديقتها للبيئة. ، وعمر خدمة طويل. من بينها، تعتبر سيراميك الفلورسنت Ce: YAG مادة تحويل فلورسنت مهمة في أجهزة WLED/WLD نظرًا لكفاءتها المضيئة العالية وثباتها الكيميائي الجيد وعملية تحضيرها البسيطة نسبيًا. ومع ذلك، مع زيادة قوة التشغيل لمصابيح LED الزرقاء ومصابيح LDs، ستعاني سيراميك الفوسفور YAG: Ce من ظاهرة الانفجار الحراري وبالتالي تقلل من كفاءة التألق. وفي الوقت نفسه، يؤدي عدم وجود مكون أحمر في طيف انبعاث YAG: Ce إلى انخفاض مؤشر تجسيد اللون (CRI). ولذلك، فإن كيفية التخفيف من ظاهرة الانفجار الحراري وتحسين أداء التلألؤ للسيراميك الفلوريسنت في ظل الإثارة العالية الطاقة أصبحت تحديين رئيسيين.
الشكل 1. اتجاهات الانتشار الحراري (أ) المعتمدة على درجة الحرارة والسعة الحرارية المحددة (ب) والتوصيل الحراري (ج) لـ MgO-YMASG: سيراميك الفوسفور المركب Ce
الشكل 2. أطياف انبعاث LED الأبيض (أ)، وكفاءة التلألؤ ودرجة حرارة اللون (ب) لـ MgO-YMASG: سيراميك الفوسفور Ce، وأطياف انبعاث LD الأبيض (ج) بنسبة 30% من عينة MgO
في [مجلة السبائك والمركبات 990، 174436 (2024)] في هذا العمل، نجح فريق البحث في إعداد MgO-Y3Mg2AlSi2O12: سيراميك الفلورسنت ذو الطور المركب من خلال تلبيد الطور الصلب الفراغي. لقد ثبت أن MgO يمكن أن يتعايش مع مرحلة YMASG، كما أن إدخال MgO كمرحلة ثانية يقلل بشكل فعال من تكوين شوائب Y4MgSi3O13. مع زيادة محتوى MgO، زادت الموصلية الحرارية للعينات من 5.13 واط/ (m∙K) إلى 8.96 واط/ (m∙K)، مما خفف بشكل فعال من التراكم الحراري للمواد الفلورية تحت مصابيح LED زرقاء عالية الطاقة/ الإثارة LD. كانت كفاءة التلألؤ للعينات مماثلة لتلك الخاصة بـ YMASG: سيراميك الفوسفور Ce بمحتوى MgO بنسبة 30٪ بالوزن. يشير هذا إلى أن MgO يحسن بشكل كبير من كفاءة استخلاص الضوء لسيراميك الفوسفور المركب. تشير الدراسة إلى أن سيراميك الفوسفور المركب MgO-YMASG: Ce يعد بمثابة مواد فوسفورية حمراء لتطبيقات الإضاءة LED/LD البيضاء عالية الطاقة.
في هذا العمل [المواد الضوئية 151، 115397 (2024)]، قام فريق البحث بإعداد Al2O3-Ce: (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12 سيراميك الفلورسنت المركب من خلال تلبيد الطور الصلب الفراغي، و قدم Tb 3+ لقمع زيادة درجة حرارة اللون للسيراميك أثناء تعاطي المنشطات Mn 2+ لتعزيز مؤشر تجسيد اللون. يتم تقديم Tb3+ لمنع زيادة درجة حرارة اللون، ويتم تقديم المرحلة الثانية من Al2O3 للتخفيف من ظاهرة الانفجار الحراري بشكل فعال. تحت إثارة الليزر وLED، أظهر السيراميك الذي يحتوي على 3% Ce3+ و4 at% Mn2+ أعلى قيم CRI. من بينها، وصل مؤشر CRI إلى 75.6 تحت إثارة الليزر و81.3 تحت إثارة LED. يوضح هذا العمل أنه من خلال تحسين المكونات، يمكن أن يؤدي التطعيم المشترك لـ Ce-Mn-Tb إلى تحسين مؤشر تجسيد اللون للسيراميك الفلوري ذي الطور المركب بشكل كبير وتخفيف ظاهرة ارتفاع درجة حرارة اللون، وهذه النتائج لها أهمية كبيرة لتحسين أجهزة الإضاءة WLED/WLD.
الشكل 3. أداء WLED (a) وWLD (b)(c) لـ Al2O3-Ce: (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12 سيراميك الفلورسنت مركب الطور يعتمد على 3% Ce{ {8}} تركيز
