高效钾富集Eu2+激活霞石荧光粉：近紫外激发下绿色发光材料的突破及其在白光LED中的应用

【编辑推荐】针对近紫外(n-UV)芯片驱动白光LED(WLEDs)中Eu2+双位点占据难题，研究人员创新性采用高钾钠比3A沸石为原料，成功合成钾富集Eu2+激活霞石荧光粉。最优样品3A-1400:0.06Eu2+实现92.85%内量子效率与76.70%外量子效率，在423K下仍保持86%发光强度，所构建pc-WLED器件显色指数达88.0，为健康照明提供新解决方案。

　　

在追求健康照明的科技前沿，基于近紫外(near-UV, n-UV)芯片的白光发光二极管(white light-emitting diodes, WLEDs)展现出比蓝光芯片更优异的光谱稳定性和生物安全性。这项研究突破了传统高温固相法的局限——以往制备的NaAlSiO₄/Na₃K(AlSiO₄)₄固溶体无法解决Eu²⁺离子同时占据两个阳离子位点的关键问题。

科研团队另辟蹊径，采用具有高钾钠比(K/Na ratio)的3A沸石作为原料，成功制备出钾富集(K-rich)的Eu²⁺激活霞石荧光粉。这种创新材料使Eu²⁺特异性占据MO₈位点，发射出中心波长约526纳米的明亮绿光。性能最优异的3A-1400:0.06Eu²⁺荧光粉展现出惊人的92.85%内量子效率(internal quantum efficiency, IQE)和76.70%外量子效率(external quantum efficiency, EQE)，更令人振奋的是其在423开尔文高温下仍能维持86%的室温发光强度，彰显卓越的热稳定性(thermal stability)。

研究者进一步将这种绿色荧光粉与商用蓝、红色荧光粉组合，分别在380纳米和395纳米n-UV芯片上构建了荧光转换型WLED(phosphor-converted WLED, pc-WLED)器件。测试结果显示：前者实现88.0显色指数(color rendering index, CRI)和71.7流明每瓦(lm W^-1)的发光效率，后者则达到86.8 CRI与55.7 lm W^-1，均呈现舒适的暖白光。这项成果为n-UV激发型pc-WLED的发展提供了高性能绿色发光材料的新选择，在医疗照明、显示技术等领域具有广阔应用前景。