新型Eu3+掺杂NaInGe2O6红色荧光粉的蓝光激发特性及其在白光LED中的应用研究

为解决蓝光芯片激发型白光LED（WLEDs）中红光成分不足导致的显色指数（CRI）低、色温（CCT）过高等问题，研究人员通过高温固相法成功合成了一种新型Eu3+掺杂NaInGe2O6（NIGO）红色荧光粉。该材料在465 nm蓝光激发下发射610 nm红光，强度达YAG:Ce3+的82.6%，且150℃下仍保持76.23%的热稳定性。与商用YAG:Ce3+组合可显著提升WLEDs的CRI和CCT性能，为高效固态照明提供了新方案。

　　

在追求绿色照明的时代，白光发光二极管（WLEDs）凭借其高能效、长寿命和无汞特性，已成为替代传统光源的主力军。然而，当前主流的"蓝光芯片+YAG:Ce³⁺黄粉"技术方案存在先天缺陷——由于缺乏有效的红光成分，导致器件显色指数（CRI）不足、色温（CCT）偏高，难以满足博物馆、手术室等场景对光源质量的严苛要求。虽然学术界提出过近紫外芯片激发三基色荧光粉的方案，但复杂的工艺和成本限制了其商业化。如何在保持蓝光芯片技术优势的前提下，开发高效红光荧光粉，成为破解行业瓶颈的关键。

针对这一挑战，中国的研究团队选择具有低声子能量和优异热稳定性的锗酸盐作为基质，通过高温固相法成功制备了Eu³⁺掺杂NaInGe₂O₆（NIGO）新型红色荧光粉。研究采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和能量色散光谱（EDS）进行材料表征，结合荧光光谱和热猝灭测试分析其光学性能。

晶体结构分析
NIGO属于辉石结构（空间群C2/c），层状排列的In³⁺间距达10.2215 ?，为Eu³⁺高浓度掺杂创造了条件。Eu³⁺通过取代Na⁺和In³⁺位点进入晶格，8配位的Na位点与6配位的In位点形成差异化发光中心。

发光性能研究
在465 nm蓝光激发下，材料呈现典型的Eu³⁺特征发射（⁵D₀→⁷F_J跃迁），主峰位于610 nm（⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁）。其发射强度达到商业YAG:Ce³⁺的82.6%和K₂TiF₆:Mn⁴⁺的68.6%，且150℃高温下发光强度保持76.23%，显著优于多数Eu³⁺基荧光粉。

应用验证
将NIGO:Eu³⁺与YAG:Ce³⁺复合涂覆于蓝光芯片，成功制备出CRI>80、CCT可调的暖白光LED器件，解决了传统方案红光缺失导致的"冷白光"问题。

该研究通过精准调控Eu³⁺的局域配位环境，突破了f-f跃迁在蓝光区吸收弱的限制，为开发高效蓝光激发型红光荧光粉提供了新思路。论文发表于《Journal of Luminescence》，其成果对推动WLEDs在高端照明领域的应用具有重要价值。