적색 발광 재료는 전광역 건강 조명, 식물 성장, 건강 의료 분야에서 중요한 응용 가치를 가지고 있습니다. 그러나 높은 안정성의 광대역 적색 발광 재료 개발은 여전히 발광 재료 개발의 중요한 도전 과제입니다. Bi³⁺ 이온의 6s² 외부 전자 배치로 인해 주변 국부 결정장이 에너지 준위 분할 정도를 조절할 수 있어, 가시광 및 근적외선 영역에서 발광 조절이 가능합니다. 본 논문에서는 Bi³⁺ 이온을 LaSr₂SbO₆ 이중 페로브스카이트 구조에 성공적으로 도핑하여 광대역 오렌지-적색 발광을 실현하였으며, 300~450 nm 범위의 넓은 여기 범위를 갖추어 상업용 근자외선 InGaN 칩과 잘 매칭됩니다. 370 nm 여기에서 LaSr₂SbO₆∶Bi³⁺의 발광 파장은 600 nm이며, 발광 반치폭은 108 nm입니다. 세밀한 구조 분석 및 이론 계산을 통해 Bi³⁺ 이온의 최적 도핑 격자는 La³⁺ 격자임이 입증되었습니다. H₃BO₃ 융제제 첨가 및 이가 양이온/성분 치환 전략을 통해 발광 효율을 더욱 최적화하고, 발광 위치 조절 및 발광 열 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 최적화 후 최상의 발광 효율은 46%에 달하며, 최대 43 nm의 발광 적색 이동이 가능합니다. 이 재료는 77~300 K 저온 범위에서 우수한 열 안정성을 나타내며, 252 K에서의 발광 강도는 77 K에서의 141%에 도달하는 우수한 반열 소광 성능을 보여줍니다; 298~523 K 고온 영역에서도 H₃BO₃ 첨가 후 423 K에서 발광 강도를 실온 대비 76% 유지하며 양호한 열 안정성을 나타냅니다. 상기 발광 성능 최적화는 주로 (1) H₃BO₃ 융제제 첨가가 La₃SbO₇ 잡상 생성 감소 및 재료 결정성을 향상시키며; (2) 이가 양이온 치환이 Bi³⁺ 이온 주위 국부 구조 조절을 유도하기 때문입니다. 이러한 발광 성능 최적화 전략은 비스무트 활성화 적색 발광 재료의 개발 및 성능 향상에 참고가 됩니다.

적색 발광 재료; Bi³⁺ 이온 도핑; 이중 페로브스카이트 구조; 이가 치환