学者揭示LED灯“变色”机理 有望“定制”多彩宝石

新华网合肥８月７日电（记者徐海涛 通讯员周慧）ＬＥＤ灯已广泛应用于家庭和公共照明，但长时间使用会出现颜色漂移“变色”和亮度变暗问题。合肥工业大学副教授陈雷和蒋阳教授课题组近期合作研究，揭示了钇铝石榴石系列ＬＥＤ荧光材料的光色调控机制，为开发具有特定色泽的人造宝石晶体提供了可能。

目前我们生活中使用的ＬＥＤ灯和户外路灯，几乎全都是用钇铝石榴石荧光粉封装制成，但这种荧光粉发出的“冷冷白光”让人感觉“不舒服”，为此工业界常将其中的钇离子用钆离子取代，使其变成暖色光。但这样一来，钇铝石榴石荧光粉的热稳定性也变差、发光效率下降，即出现“变色”、“变暗”。为什么会这样，国际学界长期无法作出合理解释。

合肥工业大学材料学院陈雷副教授及其课题组，近年来在国家８６３计划资助下，综合应用Ｘ射线、紫外光电能谱价带谱、热释光与荧光光谱等实验手段，并结合电子能带结构等理论计算，对钆离子取代所造成的“变色”、“变暗”给出了全新解释。由于钆离子半径较大，在钇铝石榴石刚性结构中造成电子云挤压变形，使晶体场增强、电子有效质量减轻、电子铺展能级范围扩大和带隙减小，进而导致发光效率下降与热稳定性降低。

近日，这一研究成果发表在国际权威学术期刊《自然》子刊《科学报告》上，认为其不仅解释了钇铝石榴石荧光粉的发光机理，对开发新型刚性结构荧光材料也具有重要指导意义。

“根据这一理论建立的模型，未来还可以指导开发具有特定色泽的人造宝石晶体，并赋予其更加绚丽多彩的颜色，如人造钻石、蓝宝石和红宝石等，不但呈现高透光率与反光率，还可以订制特定色泽使之光鲜夺目。”论文第一作者陈雷说。

原载于新华网安徽频道2015年8月7日

http://www.ah.xinhuanet.com/2015-08/07/c_1116177593.htm