Cr3+激活高效远红光石榴石荧光材料的研究
批准号:
52072361
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
张家骅
依托单位:
学科分类:
无机非金属能量转换与存储材料
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张家骅
中文摘要
可覆盖700-780 nm波段的远红光pc-LED(荧光粉转换的LED)在自然光合成、物质光谱学检测、光控植物栽培和光治疗等领域具有迫切需求,但高效远红光荧光材料缺乏,限制了上述应用。Cr3+是远红光荧光材料常用的发光中心,其发光效率受热激活过程影响显著,亟待探寻抑制热激活、提高发光效率的途径。申请人基于前期研究基础和位型坐标模型,提出通过增加晶场强度和减弱电子-声子耦合来抑制热激活的思想,拟开展Cr3+激活钙镥钪镁硅石榴石体系的高效远红光荧光材料的研究,已观察到该体系的发光强度随晶场强度的增加而显著提高,展示出具有高效远红光发射的诱人潜力。研究热激活能、热激活速率、发光效率与晶场强度和电子-声子耦合强度的依赖关系以及它们随基质组分、晶格参数的变化规律,实现材料组分优化,获得高效远红光荧光材料并提供材料设计的核心方法,促进远红光pc-LED的发展和应用。
英文摘要
Phosphor converted far-red LEDs (pc-LEDs) covering 700-780 nm spectral region are required urgently in artificial natural light sources, substance measurement based on spectroscopy, photo-morphogenesis, phototherapy and so on. However, the deficiency of the efficient far-red phosphors limits their pc-LED applications. Cr3+ is most used as a luminescence center in the far red emitting phosphors, in which the emission efficiency is influenced notably by thermal activation. A way to suppress the thermal activation and to achieve a high emission efficiency is required urgently. Based on previous work and configuration coordinate model, the applicant propose an idea for suppressing thermal activation by increasing crystal field strength and reducing electron-phonon coupling strength. The Cr3+ activated efficient far-red Ca-Lu-Sc-Mg-Si garnet phosphors will be studied, in which a pronounced enhancement of luminescence with the increase of crystal field strength has been observed, exhibiting an attractive potential for the achievement of a high emission efficiency. Hence, the dependence of thermal activation energy, thermal activation rate and emission efficiency on crystal field strength and electron-phonon coupling strength and their variations with phosphor compositions, lattice parameters will all be studied. Finally, the phosphor compositions are optimized. A highly efficient far-red phosphor could be achieved and a key method for design of highly efficient far-red phosphors could be provided so as to stimulate the development of far-red pc-LED and their applications in various fields.
宽带远红光荧光转换型发光二极管光源(pc-LED)在无损检测、医学成像、食品分析等领域中具有重要应用,但受限于较低的发光效率和较窄的发光带宽。以获得高效宽带远红荧光材料及其转换的pc-LED器件为目标,系统研究了掺Cr3+石榴石等材料的发光性质及其发光性能的优化方法,研制出系列高效远红光荧光材料,内量子效率超过85%,远红光pc-LED器件的电光效率超过30%,属国际上已报道的同类器件的最高效率。主要研究内容和重要结果包括:1.通过离子双取代降低晶场对称性,解除了跃迁禁戒,实现了跃迁截面的增加,从而获得了高效远红光材料,实现pc-LED电光效率达30.6%;2.通过格位调控工程实现源于双中心的远红光宽带发射;3.通过Cr3+与其它中心共掺杂构建能量传递体系,实现谱带向近红外加宽,拓展其在物质检测领域的应用。本项目为研制高效远红光荧光材料及宽带近红外发光材料提供了有效的材料设计原理与方法,推动了远红-近红外pc-LED光源的研发。
面向激光照明的硅酸盐石榴石多色荧光透明陶瓷
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批准号:U22A20139
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项目类别:联合基金项目
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资助金额:255.00万元
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批准年份:2022
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负责人:张家骅
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依托单位:
Er3+-Yb3+体系上转换红光激发路径的研究
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批准号:11874055
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项目类别:面上项目
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资助金额:64.0万元
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批准年份:2018
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负责人:张家骅
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依托单位:
颜色可调稀土双掺杂氮化物发光材料及其转换的暖白光LED
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批准号:61275055
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项目类别:面上项目
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资助金额:86.0万元
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批准年份:2012
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负责人:张家骅
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依托单位:
全光谱高显色性钪硅酸盐LED荧光粉的研究
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批准号:51172226
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2011
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负责人:张家骅
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依托单位:
基于给体受体间能量传递机制的高效发光材料物理
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批准号:10834006
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项目类别:重点项目
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资助金额:220.0万元
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批准年份:2008
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负责人:张家骅
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依托单位:
反宇称态影响下稀土离子4fN高能级光跃迁性质的研究
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批准号:10774141
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项目类别:面上项目
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资助金额:36.0万元
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批准年份:2007
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负责人:张家骅
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依托单位:
飞秒激光制备掺铒玻璃新型光波导及其光放大功能
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批准号:90201010
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2002
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负责人:张家骅
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依托单位:
纳米硫化锌锰发光特性及用于紫外剂量探测的研究
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批准号:50172047
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项目类别:面上项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2001
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负责人:张家骅
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依托单位:
作为激光制冷固态介质的稀土材料的研究
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批准号:69708003
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:13.8万元
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批准年份:1997
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负责人:张家骅
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依托单位:
国内基金
海外基金