Ga3+、Sc3+掺杂LuAG∶Ce3+透明陶瓷的荧光性能

周泽华; 黄集权; 陈剑; 邓种华; 郭旺

doi:10.37188/CJL.20220248

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Ga³⁺、Sc³⁺掺杂LuAG∶Ce³⁺透明陶瓷的荧光性能

材料合成及性能 | 更新时间：2023-02-13

- 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：
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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

references

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