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