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用于植物生长LED的(Ba,Sr)LaZnTaO6:Mn4+远红光发射荧光粉：结构与光致发光性能

DOI：10.1039/c9nj06446j 期刊：New Journal of Chemistry 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 为促进植物生长用荧光粉转换发光二极管（pc-LEDs）的发展，有必要研发新型高效红光或远红光发射材料。本研究通过传统高温固相反应（SSR）法合成了一系列具有双钙钛矿结构的新型远红光发射(Ba,Sr)LaZnTaO6:xMn4+荧光粉。采用高分辨透射电镜（HRTEM）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射精修（Rietveld）分析了(Ba,Sr)LaZnTaO6的晶体结构与形貌特征。通过漫反射光谱（DR）、光致发光发射谱（PL）、激发谱（PLE）、衰减曲线及变温光谱系统研究了其发光性能。在n-UV和蓝光激发下，Mn4+离子占据[Ba/SrTaO6]八面体中的Ta5+位点，在BaLaZnTaO6:Mn4+和SrLaZnTaO6:Mn4+中分别呈现峰值位于698 nm和695 nm的红光发射。确定Mn4+的临界猝灭浓度为0.008，其浓度猝灭机制可能源于Mn4+离子间的偶极-偶极相互作用。此外，(Ba,Sr)LaZnTaO6:xMn4+荧光粉的PL强度随温度升高而降低，其中SrLaZnTaO6:xMn4+样品具有更优的热稳定性。(Ba,Sr)LaZnTaO6:0.008Mn4+展现出优异的内量子效率（IQE≥80%）。最终将SrLaZnTaO6:0.008Mn4+荧光粉与460 nm InGaN芯片组合制备LED器件，实现了蓝光与红光发射?；谏鲜鎏匦?，这种无稀土(Ba,Sr)LaZnTaO6:xMn4+荧光粉有望作为高功率植物生长LEDs的远红光发射材料。
作者： Dayu Huang，Peipei Dang，Xiao Xiao，Biao Bai，Hongzhou Lian，Qingguang Zeng，Jun Lin
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发用于植物生长的高效新型红光或远红光发射荧光粉，以应用于荧光转换型发光二极管（pc-LEDs）。

研究成果

通过固相反应法（SSR）合成了一系列具有双钙钛矿结构的(BS)LZT:xMn4+荧光粉。(BS)LZT结构为立方晶系，属于Fm-3m空间群，结构精修表明Mn4+可能占据八面体配位的Ta5+位点。BLZT:xMn4+和SLZT:xMn4+的Mn4+临界猝灭浓度均约为0.008。PL光谱显示698 nm（695 nm）发射峰。在近紫外或蓝光激发下，BLZT和SLZT中的Mn4+分别通过自旋禁阻的2Eg→4A2g跃迁，发射出峰值波长为698 nm和695 nm的远红光。(BS)LZT:xMn4+荧光粉的临界距离计算值为31 ?，偶极-偶极相互作用是导致Mn4+中心浓度猝灭的主要机制。此外，(BS)LZT:xMn4+荧光粉的热猝灭现象不显著，其中SLZT:0.008Mn4+（150℃时IT/I=60%）比BLZT:0.008Mn4+（150℃时IT/I=40%）表现出更优的热稳定性。值得注意的是，(BS)LZT:0.008Mn4+荧光粉在460 nm激发下的内量子效率高达80%。最终，将BLZT:0.008Mn4+与SLZT:0.008Mn4+荧光粉分别与蓝色InGaN芯片组合，LED器件可发出明亮的蓝光和红光。这些结果表明，远红光发射的BSLZT:Mn4+荧光粉在高功率植物生长LED中具有应用潜力。

研究不足

(Ba,Sr)LaZnTaO6:xMn4+荧光粉的PL强度随温度升高而降低。SrLaZnTaO6:xMn4+样品比BaLaZnTaO6:xMn4+具有更好的热稳定性。

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