높은 발광 효율, 높은 밝기 및 우수한 열 안정성 실현은 고체 조명의 긴급한 요구사항이다. 따라서 고출력 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드(LED/LD)에 사용되는 고성능 형광 변환 재료는 중요한 연구 의의를 가진다. 본 연구에서는 Lu³⁺ 이온을 YAG∶Ce 형광 세라믹에 도입하는 방법을 효과적인 전략으로 사용하여 YAG∶Ce 형광 재료의 발광 성능을 향상시켰다. 고상 반응 및 진공 소결법을 사용하여 다양한 Lu³⁺ 함량의 (Lu, Y)₃Al₅O₁₂∶Ce 형광 세라믹(LuYAG∶Ce 형광 세라믹)을 제조하였다. Lu³⁺ 함량 증가에 따라 LuYAG∶Ce 형광 세라믹 내에서 Y³⁺ 부위가 Lu³⁺ 부위로 대체되었고, Ce³⁺의 발광 피크는 573 nm에서 563 nm로 청색편이 현상을 보였다. Lu³⁺ 함량이 60%일 때, LuYAG∶Ce 형광 세라믹와 청색 LED를 조합하여 발광 강도가 최대에 도달하였으며 루멘 효율은 114 lm∙W^-1에 달하였다. 450 nm 레이저 광원과 LuYAG∶Ce 형광 세라믹을 활용하여 투과 모드에서 레이저 구동 조명 장치를 구축하였다. 출력 밀도가 2.2 W·mm^-2에서 39 W·mm^-2로 증가함에 따라 Lu³⁺ 함량 60%의 형광 세라믹 광속은 128 lm에서 1,874 lm으로 증가하였고 발광 포화 현상은 보이지 않았으며 최적 발광 효율은 128 lm·W^-1에 달하였다. 따라서 LuYAG∶Ce 형광 세라믹은 고출력 LED/LD 조명의 잠재적 형광 변환 재료로 기대된다.

(Lu, Y)₃Al₅O₁₂∶Ce 형광 세라믹; 고체 조명; 형광 변환 재료; 고휘도