白光發(fā)光二極管(WLED)一直是新一代照明光源的熱門話題,因為它們有壽命長、能耗低、效率高、體積小等這些突出的優(yōu)點。多色和/或多組分WLED有著各種不可避免的缺點,例如由于自吸收而導(dǎo)致的效率降低,和由于不同熒光粉的不同降解速率導(dǎo)致的發(fā)光顏色不穩(wěn)定。相比之下,單組分熒光粉WLED不僅可以消除以上缺點,也顯示出更簡單的制造工藝,更高的色彩再現(xiàn)性和更穩(wěn)定的性能等優(yōu)點。因此,在WLED研究領(lǐng)域探索新的單一組分白光發(fā)射材料至關(guān)重要。目前,在單一組分硼酸鹽基熒光粉中獲得白光的主要手段是摻雜稀土金屬離子。然而,考慮到稀土的高成本,急需開發(fā)對環(huán)境和經(jīng)濟都友好的新型白光發(fā)射硼酸鹽材料。
在國家自然科學(xué)基金(Nos. 21875248,21231006,91622112)和福建省自然科學(xué)基金(2017J05034)的資助下,中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點實驗室研究員毛江高團隊采用了自激發(fā)缺陷誘導(dǎo)的方法來獲得白光,合成了首例缺陷誘導(dǎo)的晶態(tài)無機硼酸鹽單一組分白光材料Ba2[Sn(OH)6][B(OH)4]2。
Ba2[Sn(OH)6][B(OH)4]2的結(jié)構(gòu)中,錫酸基團和硼酸基團都是質(zhì)子化的,沒有形成Sn-O-B鏈接,所以該化合物是第一例硼酸-錫酸鹽化合物,同時也是優(yōu)秀的半導(dǎo)體材料。該化合物發(fā)射暖白光,色溫為3083K,色度坐標位于(0.42, 0.38),它具有在單一組分白光無機物中最高的顯色指數(shù)94.1。研究團隊也成功獲得了該化合物的LED器件。該研究結(jié)果有望為白光發(fā)射的設(shè)計和應(yīng)用提供一個新的有效策略。
相關(guān)結(jié)果在線發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie International Edition)上,文章第一作者為在職博士生林湲(DOI: 10.1002/anie.201907650)。
福建物構(gòu)所硼酸-錫酸鹽半導(dǎo)體白光發(fā)射研究獲進展
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