Eu2+/3+掺杂的铝硅酸钙氧氯化物玻璃陶瓷:一种用于白光磷转换发光二极管的有前景的材料

《Optical Materials》:Eu2+/3+-doped calcium aluminosilicate oxychloride glass-ceramic: a promising material for white phosphor-converted light-emitting diodes

【字体: 时间:2025年11月29日 来源:Optical Materials 4.2

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  钙铝硅氧氯酸盐玻璃陶瓷经铕掺杂和热处理后,在6500K色温和91CRI下表现出82%量子效率,证实其作为白光发射体的潜力。

  
Gleice A.C. Pinto | Danyelli K.R. Furukawa | Francine B. Costa | Sandro M. Lima | Luis H.C. Andrade | Junior R. Silva
自然资源研究生项目(PGRN),自然资源研究中心(CERNA),南马托格罗索州立大学(UEMS),巴西米纳斯吉拉斯州杜拉多斯市351号

摘要

本研究合成了掺铕的钙铝硅酸盐氧氯化物材料,并对其作为玻璃和玻璃陶瓷状态下的光谱性质进行了评估,旨在探索其作为白光发射荧光体的潜力。在1025°C下热处理后,含有10% CaCl?和1% Eu?O?的样品显示出相关的色温(CCT约为6500 K)、较高的显色指数(CRI=91)以及较高的量子效率(82%),这表明该材料有望用作白光发射荧光体。

章节摘录

引言

玻璃陶瓷旨在将玻璃和晶体的优点结合到单一材料中。通过选择合适的前驱体玻璃,并通过可控的成核过程促进微晶或纳米晶的形成,可以控制其性能[1]。这类材料具有良好的化学耐久性、机械强度和耐腐蚀性[2]。当掺入稀土离子时,与未掺杂的材料相比,它们会展现出更优异的光学性能,例如更高的发光强度。

合成方法

钙铝硅酸盐氧氯化物玻璃的化学组成为:(100-x-y) (34SiO?-34CaO-27.9Al?O?-4.1MgO)(摩尔百分比),通过改变氯化钙(xCaCl?,x=0、10和20)和掺杂剂氧化铕(yEu?O?,y=0.5、1.0和2.0)的浓度来制备,具体见表1。合成过程中使用的试剂及其纯度如下:SiO?(Alfa Aesar,纯度99.999%),CaO通过煅烧获得

结果与讨论

图1显示了未掺杂(CAS-0)和掺杂0.5% Eu?O?(CAS-20)样品在热处理前(玻璃状态)和热处理后(玻璃陶瓷状态)的XRD图谱。未经处理的样品显示出相同的图谱,没有明显的晶体相形成峰。随着热处理温度的不同,出现了与晶体相相关的峰。在CAS-0样品中,主要检测到了Yoshiokaite Al?.35Ca?.676O??Si?.65相(PDF Card数据)的峰

结论

本研究在真空环境中合成了不同CaCl?和Eu?O?浓度的钙铝硅酸盐氧氯化物玻璃。对未经处理的样品以及在不同温度下热处理的样品进行了评估,热处理后观察到了晶体相的形成。光致发光结果表明,掺铕的氧氯化物材料具有作为白光发射荧光体的潜力。该材料具有很好的应用前景

CRediT作者贡献声明

Luis H. C. Andrade:指导 Sandro M. Lima:指导 Francine B. Costa:数据分析与整理 Junior R. Silva:撰写、审稿与编辑、指导 Danyelli K. R. Furukawa:数据分析 Gleice A. C. Pinto:撰写、原始稿撰写、方法学设计、数据分析

未引用的参考文献

[30]

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

致谢

作者感谢CAPES、CNPq(项目编号:SML: 307436/2023-3, JRS: 308242/2022-0)和FUNDECT(项目编号:71/032.546/2022)提供的财政支持。
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