利用优异宽带青发光 Ba2MgGe2O7:Bi3+ 荧光粉推进健康导向的 LED 照明

《Journal of Alloys and Compounds》：Advancing Health-Oriented LED Illumination Using an Excellent Broadband Cyan-Emitting Ba 2MgGe 2O 7:Bi3+ Phosphor

　　

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  开发了一种可与近紫外LED芯片兼容的新型宽带青色发光Bi3?掺杂Ba?MgGe?O?荧光粉，最佳样品的内量子效率（IQE）达到84.27%，且具有可靠的发光热稳定性。
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  通过光谱测量和理论分析证实，偶极-偶极相互作用是宿主中Bi3?浓度猝灭的主要来源。
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  该青色荧光粉补偿了pc-WLEDs的青色光谱间隙，将显色指数从90.3提高至95.7，在健康照明方面具有巨大潜力。

章节摘要

引言

如今，荧光粉转换白光发光二极管（pc-WLEDs）因其节能、长使用寿命、高光效和环境友好等特点，已被广泛应用于通用照明领域[1]、[2]、[3]。通常，大多数商用pc-WLEDs采用蓝色InGaN芯片与黄色发光Y?Al?O??:Ce3?（YAG:Ce）石榴石荧光粉的组合[4]。然而，这种组合在发光中通常存在红色光谱组分不足的问题，

材料与制备

采用传统高温固相法合成了一系列Ba?MgGe?O?:xBi3?（x = 0 ≤ x ≤ 5%）荧光粉。分析纯化学试剂BaCO?（99.9%）、MgO（99.9%）、GeO?（99.9%）和Bi?O?（99.9%）作为起始反应物，购自国药化学试剂有限公司。使用前未进行进一步纯化。按照化学计量组成，将起始反应物称量并在玛瑙研钵中研磨30分钟，然后

结果与讨论

为了鉴定样品的晶相组成和纯度，采集了一系列Ba?MgGe?O?:xBi3?（x = 0、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%）样品的XRD图谱，如图1(a)所示。所有测得的XRD图谱与Ba?MgGe?O?（PDF#37?1478）[29]的标准衍射数据吻合良好，表明引入Bi3?掺杂剂后宿主结构变化微乎其微。根据离子半径匹配规则，Bi3?离子（CN = 8，r = 1.17 ?）最适

结论

在本研究中，我们成功识别了一种用于健康照明的新型青色发光Ba?MgGe?O?:Bi3?荧光粉。光谱测量表明，所开发的荧光粉可通过近紫外辐照有效激发，产生强烈的宽带青色发光。Bi3?发光的浓度猝灭源于相邻Bi3?中心之间的电偶极-偶极相互作用。确定Bi3?离子的最佳掺杂浓度为x =

CRediT作者贡献声明

霍建生：写作–审稿与编辑，写作–初稿撰写，可视化，验证，指导，经费获取，形式分析，数据整理，概念构思。金雅红：验证，资源，方法论，经费获取。周建邦：验证，软件，经费获取。刘星宇：写作–初稿撰写，调查研究，数据整理，概念构思。朱启建：写作–初稿撰写，调查研究，数据整理，概念构思。

利益冲突声明

作者声明不存在已知的可能影响本文所报告工作的竞争经济利益或个人关系。

致谢

本工作得到国家自然科学基金（52272143）、广东省基础与应用基础研究基金（2023A1515010866、2025A1515011075）、江西省重大科技项目（20223AAE01003）、广东省科学院科技创新发展项目（编号：2023GDASZH-2023010101、2022GDASZH-2022010104、2023GDASQNRC-0302）以及广东省科技创新战略专项基金2025的支持。

利益冲突

作者

刘星宇|朱启建|金雅红|周建邦|霍建生