led固態(tài)照明器件具有高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點，經(jīng)過十多年發(fā)展已基本取代傳統(tǒng)白熾燈、熒光燈而成為新一代照明光源。熒光粉具有波長轉(zhuǎn)換功能，在決定led白光性能如顯色指數(shù)、色溫、效率等方面起著重要作用，是led照明器件的關(guān)鍵材料之一，研發(fā)效率高和熱穩(wěn)定性較好的熒光粉一直是人們追求的目標。

寧波材料所所屬二級所先進制造所的光電功能材料與器件團隊研發(fā)出一種新型ba9lu2si6o24:ce3+硅酸鹽青色熒光粉；在160℃時，其熒光量子效率可維持室溫的94%，表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性。該研究獲國家發(fā)明專利一項（zl201410545720.6），相關(guān)結(jié)果發(fā)表于advanced optical materials（2015, 3（8）， 1096-1101，入選封面文章）。

隨后，該團隊圍繞ba9lu2si6o24材料，利用tb3＋——tb3＋量子剪裁和共振能量傳遞效應(yīng)，獲得了一種發(fā)光效率高達144%的綠色熒光粉，實現(xiàn)了可見光量子剪裁（j. phys. chem. c 2016, 120, 2362-2370）；首次觀察到eu2＋的異常紅光發(fā)射，采用低溫光譜手段追溯到了紅光來源（inorg. chem. 2016, 55, 8628-8635）；在此基礎(chǔ)上，通過ce3＋／eu2＋／mn2＋共摻獲得了單一白光。獲國家發(fā)明專利一項（zl201510780416.4），相關(guān)基礎(chǔ)研究結(jié)果發(fā)表于j. phys. chem. c 2015, 119, 24558-24563；materials research bulletin 2016, 80, 288-294。

近期，該團隊通過理論和實驗相結(jié)合，在ba9lu2si6o24基青色熒光粉發(fā)光性能調(diào)控方面開展了系統(tǒng)研究。通過工藝優(yōu)化，熒光內(nèi)量子效率提升至90%，85℃/85%rh條件老化1小時以上的光衰小于10%。僅采用該青色熒光粉與紅粉復(fù)合，即可在nuv芯片上獲得顯色指數(shù)90以上的白光。基于對ba9lu2si6o24第一性原理電子結(jié)構(gòu)計算和理解，結(jié)合光譜學的實驗表征手段，該團隊提出一種計算寬帶隙無機非金屬材料基體帶隙的方法，并揭示了材料發(fā)光的熱穩(wěn)定性機理，除了熱和聲子相互作用可引起發(fā)光猝滅外，由熱引起的材料吸收率下降是導致發(fā)光材料熱猝滅的另一個原因。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于j. mater. chem. c（2017, 5, 12365-12377，入選封面和熱點文章）。

團隊還將gd3al2ga3o12：ce3＋黃色余輝熒光粉穩(wěn)態(tài)熒光內(nèi)量子效率提升至82%，這為解決交流led頻閃問題提供了一種具有潛在價值的稀土發(fā)光材料。相關(guān)內(nèi)容申請國家發(fā)明專利2項（2016112538620, 2016112538762），部分研究結(jié)果發(fā)表于chem. commun.（2017, 53, 10636-10639）并入選該期刊封底文章。

以上工作獲倫敦布魯內(nèi)爾大學jack silver教授、中科院長春光機所張家驊研究員、日本國立材料研究所/廈門大學解榮軍研究員、工信部廣州電子五所徐華偉高工的支持，并獲國家自然科學基金（nsfc11404351）、浙江省公益技術(shù)基金（lgg18e020007）、寧波市自然科學基金（2014a610122，2017a610001）的資助。

圖1 相應(yīng)期刊封面

圖2 ba9lu2si6o24:ce3+青色熒光粉與紅粉制備的近紫外基白光led器件性能

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