Son zamanlarda, Çin Bilimler Akademisi, Şangay Optik ve Hassas Makine Enstitüsü, Gelişmiş Lazer ve Optoelektronik Fonksiyonel Malzemeler Bölümü ile Havadan Lazer Teknolojisi ve Sistemleri Bölümü'nden bir araştırma ekibi, yüksek performanslı seramik fosfor araştırmalarında ilerleme kaydetti. beyaz ışıklı LED/LD aydınlatmada uygulanmış ve ilgili sonuçlar "Termal olarak dayanıklı turuncu-kırmızı MgO-YMASG: Beyaz ışıklı LED/LD aydınlatma için Ce kompozit fosfor seramiğinin incelenmesi" başlığında özetlenmiştir. ve "Yüksek renksel geriverim sağlayan beyaz LED/LD aydınlatma için Al2O3 Ce: (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12 kompozit seramik fosforların imalatı" ve 'Al2O3-Ce'nin imalatı: (Y, Tb)3 Yüksek renksel geriverim sağlayan beyaz LED/LD aydınlatma için (Al, Mn)5O12 kompozit seramik fosforlar' sırasıyla Journal of Alloys and Compounds ve Optical Materials'da yayımlandı.
Son yıllarda, YAG: Ce fosfor bazlı floresansla dönüştürülmüş beyaz ışık yayan diyotlar (WLED'ler) ve beyaz lazer diyotlar (WLD'ler), enerji tasarrufu sağlayan, çevre dostu, küçük boyutları nedeniyle aydınlatma ve sergileme alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. ve uzun servis ömrü. Bunlar arasında Ce:YAG floresan seramikleri, yüksek ışık verimliliği, iyi kimyasal stabilitesi ve nispeten basit hazırlama süreci nedeniyle WLED/WLD cihazlarında önemli bir floresan dönüşüm malzemesi olarak kabul edilir. Ancak mavi LED'lerin ve LD'lerin çalışma gücü arttıkça YAG: Ce fosfor seramikleri termal patlama olayından zarar görecek ve dolayısıyla lüminesans verimlilikleri azalacaktır. Bu arada, YAG: Ce'nin emisyon spektrumunda kırmızı bileşenin bulunmaması, düşük renksel geriverim indeksine (CRI) yol açmaktadır. Bu nedenle, termal patlama olgusunun nasıl azaltılacağı ve yüksek güçlü uyarım altında floresan seramiklerin lüminesans performansının nasıl geliştirileceği iki büyük zorluk haline gelmiştir.
Şekil 1. MgO-YMASG'nin termal yayılma (a), spesifik ısı kapasitesi (b) ve termal iletkenliğinin (c) sıcaklığa bağlı eğilimleri: Ce kompozit faz fosfor seramikleri
Şekil 2. MgO-YMASG'nin beyaz LED emisyon spektrumları (a), lüminesans verimliliği ve renk sıcaklığı (b): Ce fosfor seramikleri ve %30 MgO numunesinin beyaz LD emisyon spektrumları (c)
[Journal of Alloys and Compounds 990, 174436 (2024)] bu çalışmada, araştırma ekibi MgO-Y3Mg2AlSi2O12: Ce kompozit fazlı floresan seramiklerini vakumlu katı faz sinterleme yoluyla başarıyla hazırladı. MgO'nun YMASG fazı ile bir arada var olabileceği gösterildi ve MgO'nun ikinci faz olarak eklenmesi, Y4MgSi3O13 safsızlıklarının oluşumunu etkili bir şekilde azalttı. MgO içeriğinin artmasıyla numunelerin termal iletkenliği 5,13 W/ (m∙K)'den 8,96 W/ (m∙K)'ye yükseldi, bu da yüksek güçlü mavi LED/altında floresan malzemelerin termal birikimini etkili bir şekilde azalttı. LD uyarımı. Numunelerin lüminesans verimliliği, ağırlıkça %30 MgO içeriğindeki YMASG: Ce fosfor seramiklerininkiyle karşılaştırılabilir düzeydeydi. Bu, MgO'nun kompozit fosfor seramiklerinin ışık ekstraksiyon verimliliğini önemli ölçüde arttırdığını gösterir. Çalışma, MgO-YMASG: Ce kompozit fosfor seramiklerinin, yüksek güçlü beyaz LED/LD aydınlatma uygulamaları için kırmızı fosfor malzemeleri olarak umut verici olduğunu öne sürüyor.
Bu çalışmada [Optical Materials 151, 115397 (2024)], araştırma ekibi Al2O3-Ce: (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12 kompozit fazlı floresan seramikleri vakumlu katı faz sinterleme yoluyla hazırladı ve renksel geriverim indeksini geliştirmek için Mn2+ katkısını yaparken seramiğin renk sıcaklığı artışını bastırmak için Tb3+'yi tanıttı. Renk sıcaklığının artışını engellemek için Tb3+ eklenir ve termal patlama olayını etkili bir şekilde hafifletmek için Al2O3'ün ikinci fazı eklenir. Lazer ve LED uyarımı altında %3 Ce3+ ve 4 %Mn2+ içeren seramikler en yüksek CRI değerlerini gösterdi. Bunlar arasında CRI, lazer uyarımı altında 75,6'ya ve LED uyarımı altında 81,3'e ulaştı. Bu çalışma, bileşen optimizasyonu yoluyla Ce-Mn-Tb ortak katkılamanın, kompozit fazlı floresan seramiklerin renksel geriverim indeksini önemli ölçüde artırabildiğini ve renk kaybı olgusunu hafifletebildiğini göstermektedir. renk sıcaklığı artışı ve bu bulgular WLED/WLD aydınlatma cihazlarının iyileştirilmesi açısından büyük önem taşıyor.
Şekil 3. Al2O3-Ce'nin WLED (a) ve WLD (b)(c) performansı: %3 Ce{'ye dayalı (Y, Tb)3(Al, Mn)5O12 kompozit fazlı floresan seramikler {8}} konsantrasyonu
