新型超高热稳定与色稳定性单相白光石榴石结构荧光粉的研发突破

本研究针对pc-WLEDs中单相白光荧光粉发光热稳定性差的瓶颈问题，通过高温固相法成功合成NGGGO:Dy3+,Tm3+系列荧光粉。该材料在353 nm激发下实现CIE坐标(0.329,0.329)的白光发射，475 K高温下仍保持96.21%的室温发光强度，为固态照明领域提供了兼具高效发光与超强热稳定性的新型解决方案。

　　

在21世纪照明技术革命中，白光发光二极管（WLED）因其高效节能特性逐步取代传统光源。然而现有技术面临三重困境：多芯片组合导致电路复杂，蓝光芯片+黄粉方案存在显色性缺陷，紫外芯片+三基色荧光粉存在光衰不一致问题。更严峻的是，荧光材料在高温工作时普遍存在发光强度骤降的"热猝灭"现象，这成为制约固态照明发展的阿喀琉斯之踵。

惠州大学研究团队在《Optical Materials》发表的研究中，创新性地选用NaGd₂Ga₃Ge₂O₁₂（NGGGO）石榴石基质，通过Na⁺替代Gd³⁺形成阳离子空位补偿机制，结合Ge部分取代Ga的晶格调控策略，构建出具有超高热稳定性的单相白光荧光体系。研究采用高温固相法合成系列掺杂样品，通过XRD确认晶体结构，PL光谱分析发光性能，并系统考察了温度依赖的发光特性。

结构及形貌分析
XRD图谱显示所有样品均保持纯相石榴石结构（PDF#43-0508），Dy³⁺/Tm³⁺掺杂未引起杂质相。SEM显示颗粒呈规则多面体形貌，粒径2-5 μm，EDX证实元素均匀分布。这种稳定的晶体结构为优异热稳定性奠定基础。

发光性能研究
在353 nm激发下，Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_{13/sub>（黄光）与Tm³⁺的³H4→³F4（蓝光）形成完美光谱互补。当掺杂浓度为4%Dy³⁺/11%Tm³⁺时，获得CIE(0.329,0.329)的理想白光，色温5500K，显色指数达85。}

热稳定性突破
该材料在475K高温下仍保持96.21%的室温发光强度，远优于商用YAG:Ce³⁺（通常<80%）。变温光谱显示CIE坐标偏移仅0.002，归因于石榴石刚性骨架对激活离子的有效保护。

这项研究通过巧妙的晶格工程设计和离子共掺杂策略，实现了"单基质白光发射"与"超高热稳定性"的双重突破。其创新点在于：①采用Na⁺/Ge⁴⁺双位点取代构建稳定基质；②利用Dy³⁺-Tm³⁺能量传递优化白光发射；③通过阳离子空位补偿机制抑制热猝灭。该成果为发展下一代高功率LED照明提供了材料基础，其设计思路可拓展至其他稀土掺杂体系。研究团队指出，未来可通过能带工程进一步优化发光效率，推动该材料在汽车大灯、激光照明等高温场景的应用。