Dy3+掺杂双钙钛矿LiYMgWO6荧光粉的发光特性研究及其在WLED应用中的潜力

为缓解传统WLED中蓝光危害问题，研究人员通过高温固相法首次合成LiYMgWO6:Dy3+荧光粉，系统分析了其晶体结构及光致发光特性。该材料在352 nm激发下呈现蓝、黄、红三色特征发射，量子效率达40.7%，且423 K下发光强度保持室温的46.8%。与商用BAM:Eu2+蓝粉组合制成的WLED显色指数Ra达70，为近紫外激发健康照明提供了新选择。

　　

【研究背景】
在追求绿色照明的时代浪潮中，白光发光二极管(WLED)因其节能环保特性迅速取代传统光源。然而，当前主流方案——蓝光芯片激发YAG:Ce³⁺黄粉的组合存在严重隐患：过量蓝光不仅损伤视网膜细胞，还会扰乱人体褪黑素分泌。这促使科学家将目光转向近紫外(NUV)芯片激发的新型荧光材料。其中，Dy³⁺离子因其独特的⁴F_9/2→⁶H_J/2跃迁（J=11,13,15）产生的三色发射备受关注，而双钙钛矿AA'BB'O₆结构凭借低于900 cm^?1的声子能量和优异的稳定性，成为理想的发光基质。

【技术方法】
研究人员采用高温固相法合成LiYMgWO₆:xDy³⁺系列样品，通过X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)验证物相纯度，利用荧光光谱仪测定光致发光性能，并测试了不同温度下的热猝灭特性。最终将优化后的荧光粉与365 nm LED芯片集成制备WLED器件。

【研究结果】

1. 物相结构与成分分析
   XRD显示所有衍射峰均对应单斜相LiYMgWO₆（空间群P2₁），Dy³⁺掺杂未改变基质晶体结构。XPS证实样品中Dy元素以+3价态存在。

2. 发光性能研究
   在352 nm激发下，材料呈现485 nm（蓝）、577 nm（黄）和666 nm（红）三组特征峰，源自Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_15/2、⁶H_{13/sub>和⁶H11/2跃迁。当Dy³⁺掺杂浓度为0.04时达到最佳发光强度，量子效率达40.7%。}

3. 热稳定性与器件性能
   423 K下发光强度保持室温的46.8%，显著优于多数商用荧光粉。组装的WLED在365 nm激发下实现Ra=70的显色性能。

【结论与意义】
该研究首次将LiYMgWO₆作为Dy³⁺发光基质，其低对称性晶格环境有效增强了黄光发射。材料优异的热稳定性（46.8%@423K）和40.7%的量子效率，使其成为NUV-WLED的理想候选。这项工作不仅为健康照明提供了新思路，也拓展了双钙钛矿材料在光电领域的应用前景。相关成果发表于《Polyhedron》，作者Zhihui Zou等通过系统的实验验证了该材料的实用价值。