荧光粉转换型白光发光二极管因其尺寸小、寿命长及能量转换效率高等优势,现已广泛应用于显示背光及通用照明领域。在这些器件中,红光荧光粉是精细调节显色指数和相关色温等颜色性能的关键元件。近年来,研究者们对高效红光荧光粉进行了大量探索,其中以铕掺杂氮化物材料和Mn⁴⁺激活氟化物材料为两大主要类别。Mn⁴⁺掺杂氟化物荧光粉的一个显著优势在于其在蓝光激发下可产生窄带红光发射。该光谱特性不仅减少了与传统YAG:Ce³⁺黄光荧光粉宽发射带的重叠,还缓解了铕基氮化物荧光粉中常见的再吸收效应。这些优点使Mn⁴⁺激活氟化物荧光粉成为高质量荧光粉转换型白光发光二极管中极具吸引力的红光发射候选材料。然而,这些材料的实际应用常受限于热猝灭问题——即在工作温度升高时发射强度显著下降。
石墨烯量子点作为一种准零维纳米材料,兼具碳材料的高稳定性与优异光电性能,以及独特的量子限域和边缘效应,已广泛应用于光电器件、生物成像和催化领域。相较于传统有机染料和量子点,石墨烯量子点展现出更低的毒性、更好的环境友好性以及更优的电子传输能力。近年来,多项研究表明石墨烯量子点可作为能量转换介质或敏化剂引入荧光粉体系,通过优化能量传递机制有效增强结构稳定性并提升发光性能。然而,目前鲜有研究证明石墨烯量子点能够协同并显著提升荧光粉的高温发光性能。
在前期研究中,有机改性的K₂TiF₆:MEA,Mn⁴⁺材料展现出应用于高性能白光发光器件的潜力。
苏州大学李若欣、常广涛等人报道了一种通过石墨烯量子点包覆策略重构K₂TiF₆:MEA,Mn⁴⁺荧光粉的方法,即在乙醇胺修饰的基质晶格外进一步包覆石墨烯量子点。所得复合材料不仅在室温下展现出增强的窄带红光发射和更高的量子效率,还呈现出非常规的负热猝灭效应——其发光强度随温度升高而增加。这些优异特性表明该材料是一种极具应用前景的白光LED用红光荧光粉。
【结果】
【原文链接】
A Graphene Quantum Dot-Coated Organic–Inorganic Hybrid Phosphor for High-Stability Narrow-Band Red Emission and Warm White LEDs
Yan Yu, Guangtao Chang, and Ruoxin Li
LangmuirArticle ASAP
DOI: 10.1021/acs.langmuir.5c05032