Investigadores de la Universidad de Lanzhou han desarrollado un nuevo tipo eficiente de polvo fluorescente emisor de color amarillo estructurado con granate para iluminación impulsada por láser de alta potencia.

Wang Deyin de la Universidad de Lanzhou en Wang Yuhua LPR reemplaza BaLu2Al4SiO12 con pares de Mg2+-Si4+. Un nuevo polvo fluorescente emisor de luz azul excitado de color amarillo BaLu2 (Mg0.6Al2.8Si1.6) O12: Ce3+ se preparó usando pares de Al3+-Al3+ en Ce3+. , con una eficiencia cuántica externa (EQE) del 66,2%. Al mismo tiempo que el corrimiento al rojo de la emisión de Ce3+, esta sustitución también amplía la emisión de Ce3+ y reduce su estabilidad térmica.

Universidad de Lanzhou Wang Deyin y Wang Yuhua LPR reemplazan BaLu2Al4SiO12 con pares Mg2+-Si4+: un nuevo polvo fluorescente emisor de luz azul excitado de color amarillo BaLu2 (Mg0.6Al2.8Si1.6) O12: Ce3+ se preparó usando pares Al3+-Al3+ en Ce3+ , con una eficiencia cuántica externa (EQE) del 66,2%. Al mismo tiempo que el corrimiento al rojo de la emisión de Ce3+, esta sustitución también amplía la emisión de Ce3+ y reduce su estabilidad térmica. Los cambios espectrales se deben a la sustitución de Mg2+-Si4+, lo que provoca cambios en el campo cristalino local y la simetría posicional del Ce3+.

Para evaluar la viabilidad de utilizar fósforos luminiscentes amarillos recientemente desarrollados para iluminación láser de alta potencia, se construyeron como ruedas de fósforo. Bajo la irradiación de un láser azul con una densidad de potencia de 90,7 W mm − 2, el flujo luminoso del polvo fluorescente amarillo es de 3894 lm y no se produce ningún fenómeno evidente de saturación de emisión. Utilizando diodos láser azules (LD) con una densidad de potencia de 25,2 W mm − 2 para excitar ruedas de fósforo amarillo, se produce una luz blanca brillante con un brillo de 1718,1 lm, una temperatura de color correlacionada de 5983 K, un índice de reproducción cromática de 65,0, y coordenadas de color de (0,3203, 0,3631).
Estos resultados indican que los fósforos luminiscentes amarillos recientemente sintetizados tienen un potencial significativo en aplicaciones de iluminación impulsadas por láser de alta potencia.

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Figura 1

Estructura cristalina de BaLu1.94(Mg0.6Al2.8Si1.6)O12:0.06Ce3+ vista a lo largo del eje b.

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Figura 2

a) Imagen HAADF-STEM de BaLu1.9(Mg0.6Al2.8Si1.6)O12:0.1Ce3+. La comparación con el modelo de estructura (recuadros) revela que todas las posiciones de los cationes pesados ​​Ba, Lu y Ce se muestran claramente. b) Patrón SAED de BaLu1.9(Mg0.6Al2.8Si1.6)O12:0.1Ce3+ e indexación relacionada. c) HR-TEM de BaLu1.9(Mg0.6Al2.8Si1.6)O12:0.1Ce3+. En el recuadro se muestra el HR-TEM ampliado. d) SEM de BaLu1.9(Mg0.6Al2.8Si1.6)O12:0.1Ce3+. El recuadro es el histograma de distribución del tamaño de partículas.

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Figura 3

a) Espectros de excitación y emisión de BaLu1,94(MgxAl4−2xSi1+x)O12:0,06Ce3+(0 ≤ x ≤ 1,2). En el recuadro se muestran fotografías de BaLu1,94(MgxAl4−2xSi1+x)O12:0,06Ce3+ (0 ≤ x ≤ 1,2) bajo la luz del día. b) Posición del pico y variación de FWHM con x creciente para BaLu1.94(MgxAl4−2xSi1+x)O12:0.06Ce3+ (0 ≤ x ≤ 1.2). c) Eficiencia cuántica externa e interna de BaLu1.94(MgxAl4−2xSi1+x)O12:0.06Ce3+ (0 ≤ x ≤ 1.2). d) Curvas de caída de luminiscencia de BaLu1.94(MgxAl4−2xSi1+x)O12:0.06Ce3+ (0 ≤ x ≤ 1.2) monitoreando su respectiva emisión máxima (λex = 450 nm).

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Figura 4

a – c) Mapa de contorno de los espectros de emisión dependientes de la temperatura de BaLu1.94 (MgxAl4−2xSi1+x)O12:0.06Ce3+(x = 0, 0.6 y 1.2) fósforo bajo excitación de 450 nm. d) Intensidad de emisión de BaLu1.94(MgxAl4−2xSi1+x)O12:0.06Ce3+ (x = 0, 0.6 y 1.2) a diferentes temperaturas de calentamiento. e) Diagrama de coordenadas de configuración. f) Ajuste de Arrhenius de la intensidad de emisión de BaLu1.94(MgxAl4−2xSi1+x)O12:0.06Ce3+ (x = 0, 0.6 y 1.2) en función de la temperatura de calentamiento.

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Figura 5

a) Espectros de emisión de BaLu1.9(Mg0.6Al2.8Si1.6)O12:0.1Ce3+ bajo excitación de LD azules con diferentes densidades de potencia óptica. En el recuadro se muestra una fotografía de la rueda de fósforo fabricada. b) Flujo luminoso. c) Eficiencia de conversión. d) Coordenadas de color. e) Variaciones CCT de la fuente de iluminación logradas por irradiación BaLu1.9(Mg0.6Al2.8Si1.6)O12:0.1Ce3+ con LD azules a diferentes densidades de potencia. f) Espectros de emisión de BaLu1.9(Mg0.6Al2.8Si1.6)O12:0.1Ce3+ bajo excitación de LD azules con una densidad de potencia óptica de 25,2 W mm-2. En el recuadro se muestra la fotografía de la luz blanca generada al irradiar la rueda de fósforo amarilla con los LD azules con una densidad de potencia de 25,2 W mm-2.

Tomado de Lightingchina.com


Hora de publicación: 30 de diciembre de 2024