磷灰石结构发光材料的研究进展与展望

摘要

近几年来,很多国家在LED灯用荧光材料领域的投入日益增加,关于该领域研究的文献报道也呈现增长的态势,但是仍有很大尚待开发的空间.已有商业LED荧光材料的综合性能尚并不能满足实际需求.目前所使用的荧光材料普遍存在显色性差、发光效率低、稳定性差、光衰大等问题.因此,开发高效稳定的荧光材料已成为一项势在必行的工作.荧光材料一般是由激活剂和基质两部分组成.激活剂离子被基质中的其他离子所围绕,与其最近的基质离子对其能级跃迁的影响最大.人们研究发现,基质作为发光材料的重要组成部分,对发光性能起到至关重要的作用.这是因为晶体场能使离子的能级劈裂，使跃迁几率发生变化，从而影响光吸收和光发射的波长。因此寻求发光强度高、转换效率高的基质十分重要。与传统的发光材料相比，磷灰石晶体的光谱性能好、效率高且成本低，很好的符合当代白光LED发展趋势。磷灰石结构具有多变的晶体场环境，而稀土离子具有丰富的可见区4f 4f跃迁特征发射、以及受晶体场结构影响显著的df跃迁(Eu2+、Ce3+)，为人们提供了丰富的白光发射组合方式，通过合理的组合可以弥补以往单相白光发射荧光材料显色指数不高的缺陷。以磷灰石结构为基质的荧光材料，通过不同金属离子的引入，完全可以实现对晶体场的调整，进而实现与特定LED芯片的最佳匹配，因此对其晶体化学特征的深入研究，在发光领域有着重要意义和应用价值。