巨负热猝灭和高色稳定性的新型氟氧化物红色荧光粉

来源：X一MOL资讯

在荧光材料中，温度猝灭是非常普遍的一种现象，荧光材料的发光强度随着温度的上升而下降。近年来随着Mn4+离子激活的氟（氧）化物红色荧光粉的研究深入，陆续发现了少数荧光材料具有负热猝灭特性的有趣现象，即随着温度在一定的范围内上升，发光强度出现了增强。这类氟（氧）化物红色荧光粉由于其突出的耐热性能、窄带发射、宽带吸收的特性，以及成本低廉、合成方法简单的优点，在大功率固态照明、高品质显示、医疗保健及植物栽培光源、防伪、指纹检测等领域展现出潜在的重要应用前景。

近日，江西理工大学的叶信宇教授课题组研制出一种具有巨负热猝灭效应和超高色稳定性的CsMoO2F3:Mn4+氟氧化物红色荧光粉。相比于已有报道的Mn4+激活氟（氧）化物，所制备的CsMoO2F3:Mn4+表现出 “巨大”的负热猝灭性。CsMoO2F3:Mn4+荧光粉在275 K时的发光强度相较于25 K时增强约540%；当从室温升至423 K (150℃)时，其相对发光强度提升至129.3%左右，增加幅度远大于商品K2SiF6:Mn4+红粉。究其原因，巨负热猝灭现象的出现主要源于随着温度的升高，被激发的电子倾向于填充在更高的振动态，从而在辐射过程中具有更高发射能量的反斯托克斯边带发射开始出现，反斯托克斯边带的大幅增强，导致总发光强度的提高；同时在高温下该荧光粉对光的吸收增强，荧光强度也呈上升趋势。不仅如此，这种氟氧化物体系由于氧元素的引入导致结构骨架更加稳定，刚性更强，当温度上升到473K时仍能保持室温时发光强度的91.5%。当温度从298 K升高至473 K，这种红色荧光粉的色漂移度(ΔE)只有~33.9×10-3，优于商业氮化物红粉，表现出令人满意的颜色稳定性。在450nm蓝光芯片激发下，该荧光粉呈现出一系列以633 nm为中心的红光窄带发射，具有很高的色纯度（~99.58%）。将CsMoO2F3:Mn4+、YAG: Ce3+和蓝光芯片封装后得到了低色温(3983 K)、高显色指数(Ra = 81.3)的暖白光LED，随着驱动电流从20 - 120 mA，色坐标变化仅有(-0.0163,0.0202)。这些令人印象深刻的性能表明，CsMoO2F3:Mn4+荧光粉在大功率、高品质WLEDs照明和显示方面具有巨大的应用潜力。

图1 （a）CsMoO2F3:Mn4+的激发发射和漫反射光谱，（b）CsMoO2F3:Mn4+荧光粉的发光强度与温度（低温：25—275K）的依赖关系。

图2 （a）CsMoO2F3:Mn4+荧光粉的发光强度与温度（高温：298-473K）的依赖关系，（b）对应温度范围内的CsMoO2F3:Mn4+和CaAlSiN3:Eu2+的CIE颜色坐标变化。

图3 （a）20-120 mA驱动电流下的电致发光光谱和（b）CIE色度坐标。

这一成果近期发表在Chemical Engineering Journal 期刊上，文章的第一作者是江西理工大学硕士研究生何盛安。叶信宇教授和彭家庆博士为共同通讯作者。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

A Mn4+-doped oxyfluoride phosphor with remarkable negative thermal quenching and high color stability for warm WLEDs

Shengan He, Fanfan Xu, Tiantian Han, Zeqin Lu, Wei Wang, Jiaqing Peng*, Fu Du, Fengli Yang, XinyuYe* 

Chem. Eng. J., 2019, DOI: 10.1016/j.cej.2019.123657

叶信宇教授简介

叶信宇，江西理工大学教授，国家离子型稀土工程技术研究中心副主任，江西省稀土荧光材料及器件重点实验室主任，博士生导师，江西省稀土学会稀土应用分会副主任委员。2008年在北京有色研究总院取得博士学位，同年就职于江西理工大学。

研究领域是稀土荧光材料以及相图热力学计算，主持了国家自科基金、863课题子项、国家工信部项目等在内的纵横向课题30余项，一作或通讯作者在ACS Appl. Mater. Interfaces、J. Mater. Chem. C、J. Phys. Chem. C、Dalton Trans.、Inorg. Chem.、Ceram. Int.等杂志上发表SCI论文38篇。获授权国家专利10项，出版《稀土元素化学》教材一部。国家公派访学美国宾州州立大学，受聘为Visiting Scientist（客座科学家）。入选江西省百千万工程人才、青年井冈学者，并获江西省杰出青年人才资助计划支持。获江西省科学技术进步二等奖、中国有色金属工业科技二等奖等多个奖项。

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