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Ga3+、Sc3+掺杂LuAG∶Ce3+透明陶瓷的荧光性能
增强出版Analysis of Ga3+/Sc3+ Substitution on Luminescence Property of LuAG∶Ce3+ Transparent Ceramics
- 发光学报 2022年43卷第12期 页码：1928-1937
- 作者机构：
1.福州大学 化学学院， 福建 福州 350002
2.中国科学院 福建物质结构研究所， 福建 福州 350002
3.福建省光电信息科技创新实验室， 福建 福州 350108
- 作者简介：
[ "周泽华（1995-），男，江西南昌人，硕士研究生，2019年于南昌大学获得学士学位，主要从事荧光陶瓷的研究。Email: zhouzehua@fjirsm.ac.cn " ]
[ "黄集权（1980-），男，福建漳州人，博士，研究员，2011年于中国科学院获得博士学位，主要从事光催化材料及LED荧光材料的研究。 E-mail： hjq@fjirsm.ac.cn" ]
[ "郭旺（1979-），男，安徽淮南人，博士，研究员，2017年于中国人民大学获得博士学位，主要从事激光透明陶瓷、荧光陶瓷、LED/LD封装、稀土氧化物红外窗口陶瓷的研究。 E-mail： guowang@fjirsm.ac.cn" ]
- 基金信息：闽都创新实验室自主部署项目(2021ZZ113);中国科学院战略重点研究项目(XDA22010301)
DOI：10.37188/CJL.20220248
中图分类号： O482.31纸质出版日期：2022-12-05，
收稿日期：2022-06-21，
修回日期：2022-07-08，
- 稿件说明：
移动端阅览
周泽华,黄集权,陈剑等.Ga3+、Sc3+掺杂LuAG∶Ce3+透明陶瓷的荧光性能[J].发光学报,2022,43(12):1928-1937.
ZHOU Ze-hua,HUANG Ji-quan,CHEN Jian,et al.Analysis of Ga3+/Sc3+ Substitution on Luminescence Property of LuAG∶Ce3+ Transparent Ceramics[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(12):1928-1937.
周泽华,黄集权,陈剑等.Ga3+、Sc3+掺杂LuAG∶Ce3+透明陶瓷的荧光性能[J].发光学报,2022,43(12):1928-1937. DOI： 10.37188/CJL.20220248.
ZHOU Ze-hua,HUANG Ji-quan,CHEN Jian,et al.Analysis of Ga3+/Sc3+ Substitution on Luminescence Property of LuAG∶Ce3+ Transparent Ceramics[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(12):1928-1937. DOI： 10.37188/CJL.20220248.
摘要
LuAG∶Ce
3+
是一种高效稳定的商业化绿色荧光转换材料。我们采用真空烧结方法制备了一系列掺杂Ga
3+
/Sc
3+
的LuAG∶Ce
3+
透明陶瓷样品，并研究了掺杂离子及掺杂浓度对其晶体结构、荧光性能及热稳定性能的影响。在450 nm蓝光激发下，Ga
3+
和Sc
3+
的掺杂均使LuAG∶Ce
3+
的发射谱发生蓝移。其中，Ga
3+
离子具有更好的蓝移效果，在掺杂浓度从0%提升至20%时，发射光谱从536 nm蓝移至506 nm。与此同时，两种离子掺杂均降低了绿光陶瓷的热稳定性能。但通过变温发射谱及量子产率表征发现，Ga
3+
离子对陶瓷热性能的影响比Sc
3+
离子的小。将两个系列的陶瓷样品封装在3 W的蓝光LED芯片上，获得了具有不同光色的绿光光源。其中，Ga
3+
系列陶瓷展现出了更优异的光色可调性，并且维持着更高的光效。综上，我们认为Ga
3+
离子掺杂的LuAG∶Ce
3+
陶瓷是一种具有较大潜力的绿色荧光转换材料。
Abstract
LuAG∶Ce
3+
is an efficient and stable commercial green phosphor-converted material. Two series of Lu
3
Al
5-
x
M
x
O
12
∶Ce
3+
transparent ceramics（TCs） doped with Ga
3+
/Sc
3+
ions were fabricated by vacuum sintering. The effects of doping ions and their concentration on crystal structure， fluorescence properties， and thermal stability were investigated. Both Ga
3+
and Sc
3+
doped LuAG∶Ce
3+
samples exhibit a blue-shift under 450 nm blue light excitation. Significantly， Ga
3+
doped samples have more effective spectral modulation， and the emission spectrum shifts from 536 nm to 506 nm when Ga
3+
concentration increases from 0% to 20%. Meanwhile， it is found from temperature-dependence spectrum and quantum yield characterization that Ga
3+
doped ions have less impact on thermal stability of LuAG∶Ce
3+
ceramics. By encapsulating the ceramic samples on 3 W blue LED chips， green light sources with various spectra were obtained. Among them， Ga
3+
doped LuAG∶Ce
3+
samples show better color tunability and maintain higher light efficiency. In summary， Ga
3+
doped LuAG∶Ce
3+
ceramic is a promising green phosphor-converted material.
关键词
LuAG透明陶瓷绿色荧光转换材料变温发射谱
Keywords
LuAGtransparent ceramicsgreen color convertertemperature-dependence spectrum
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