近紫外光激发白光LED用氯氧化物稀土双掺杂敏化Mn2+红色荧光粉的发光特性和能量传递研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51302034
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    戴鹏鹏
  • 依托单位：
    东北师范大学
  • 学科分类：
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份：
    2016
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Red-emitting phosphor is an essential part for phorsphor-convered white light-emitting diodes with low color-temperature for application in the general lighting. A red-emitting phosphor can be obtained through energy transfer (ET) from rare earth (Eu2+/Tb3+) to Mn2+, however, this phosphor can not be further developed and applied in WLEDs because of the ET enfficiency from rare earth (Eu2+/Tb3+) to Mn2+ is not efficient. Thus, for intensifing the red-emitting intensity of Mn2+, the project intend to enhance the ET effciency from rare earth (Eu2+/Tb3+) to Mn2+ by double doping rare earth (Eu2+ and Tb3+) and establish a Eu2+→Tb3+→Mn2+ energy transfer modes with much more transfer-channles. In our project, we chose oxychloride as host materials and studied the luminescence properties and energy transfer behavior of single- (Eu2+)、dual-(Eu2+→Tb3+) and tridoped (Eu2+,Tb3+,Mn2+) oxychloride by tuning the preparation meathod (condition)、 composition of host and concentraion, and further discuss the relevant mechnism, established the luminescence kinetics about Eu2+→Tb3+→Mn2+.
红色荧光粉是实现低色温白光LED应用于家用照明中必不可少的一种发光材料。利用能量传递原理，通过稀土（Eu2+或者Tb3+）与Mn2+共掺杂,增强Mn2+红色发光由于其能量传递效率不高一直困扰着Mn2+激活的红色荧光粉的发展和应用。 本项目拟从能量传递体系设计出发，通过稀土双掺杂（Eu2+, Tb3+），构建一个多通道的Eu2+→Tb3+→Mn2+能量传递模式，克服了单纯稀土与Mn2+共掺杂能量传递效率不高、能量传递通道较少等缺点，利于提高其能量传递效率，增强Mn2+的红色发射强度。利用高温固相反应方法，围绕氯氧化物为基质展开稀土单掺杂(Eu2+)，双掺杂(Eu2+,Tb3+)以及叁掺杂(Eu2+,Tb3+,Mn2+)进行研究。研究材料制备过程中的制备方法（条件），基质组成、浓度大小对其发光特性、能量传递行为的影响，阐明相关机理并建立叁掺杂Eu2+→Tb3+→Mn2+的发光动力学模型。

结项摘要

一、研究背景.白光LED由于具有节能、光色可调、耐振动、不易损坏、响应时间短（微秒）、寿命长等传统光源无法比拟的优良特性，因此在照明领域受到人们广泛关注。用近紫外光LED结合三基色荧光粉实现的白光LED，具有显色性高，颜色分布均匀等特点，不仅能满足一般照明的需要，还能满足对照明显色性要求较高的军事、医学、采矿业等特殊照明市场的需要。因此，利用近紫外光LED 制备的白光LED被认为具有更为广泛的应用前景和巨大的市场开发潜力，有望成为新一代的‘绿色’照明光源。然而，由于目前缺少能被近紫外光LED 激发的高光效、稳定的红色荧光粉严重限制了此类型白光LED 的发展。.二、研究内容.本项目拟从能量传递体系设计出发，通过稀土叁掺杂（Eu2+/Tb3+/Mn2+），构建一个多通道的Eu2+→Mn2+和Eu2+→Tb3+→Mn2+能量传递模式，克服Eu2+-Mn2+能量传递效率不高、能量传递通道较少的缺点，利于提高Eu2+→Mn2+能量传递效率，增强Mn2+的红色发射强度。.三、重要结果.1）基于能量传递原理，通过Eu2+/Tb3+/Mn2+三激活方式在氯磷酸锶材料体系上实现了量子效率大于80%单一基质白光发射发光材料，这一性能位于国际同类研究的前列。详细研究了（Sr3,Ca,Ba)5(PO4)3Cl:Eu2+,Tb3+,Mn2+的发光性质和Eu2+→Tb3+和Eu2+→Mn2+能量传递行为，建立了Eu2+→Mn2+和Eu2+→Tb3+发光动力学模型，阐明Eu2+→Mn2+，Eu2+→Tb3+双敏化能量传递相关机理。.2）基于固溶体原理，以Sr5(PO4)3Cl:Eu2+蓝色荧光粉为起始端元，固溶结合具有相似晶体结构的Sr5(BO3)3Cl:Eu2+红色荧光粉，首次实现了单一Eu2+激活的高显色性（Ra=90, R9=90.2）白光荧光粉Sr5(PO4)3-x(BO3)xCl:Eu2+。.3）针对传统三基色荧光粉转换白光中荧光粉自吸收能量损耗问题，提出利用同构异质蓝、黄二基色荧光粉组合和蓝/黄/深红三基色荧光粉组合研制白光LED器件的新思路。利用同构异质蓝、黄二基色荧光粉获得流明效率为（28.9-56 lm/W）和显色性（79-90.3）的白光LED器件。利用蓝/黄/深红三基色荧光粉组合获得了流明效率为39.9 lm/W，平均显色性为91，特殊显色性为94的白光LED器件。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（3）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Sr5(PO4)3-x(BO3)xCl:0.04Eu2+:A Novel Single Eu2+-Activated High-Color-Rendering White-lightPhosphor for White-Light-Emitting Diodes
Sr5(PO4)3-x(BO3)xCl:0.04Eu2 :一种新型单Eu2激活高显色白光荧光粉，用于白光发光二极管
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Light: Science & Applications., 2016,5 e16024.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王秀丽;贾艳;XiaoJun Wang;刘益春
  • 通讯作者：
    刘益春
Enhanced upconversion luminescence induced by structrual evolution of lanthanum niobate phosphor
铌酸镧荧光粉结构演化诱导的增强上转换发光
  • DOI：
    10.1016/j.ceramint.2014.10.136
  • 发表时间：
    2015-03
  • 期刊：
    Ceramics International
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    戴鹏鹏;杨继凯;赵成久;张昕彤
  • 通讯作者：
    张昕彤
A Highly efficient white light (Sr3,Ca,Ba)(PO4)3Cl:Eu2+,Tb3+,Mn2+ phosphor via dual enerng transfers for white light-emitting diodes
一种高效白光 (Sr3,Ca,Ba)(PO4)3Cl:Eu2 ,Tb3 ,Mn2 荧光粉，通过双能量传输用于白色发光二极管
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Inorganic Chemistry
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    卢衫;王秀丽;贾燕;刘益春
  • 通讯作者：
    刘益春

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其他文献

Realizing efficient Mn2+ red emission via synergistic sensitization of Eu2+ and Tb3+ for white light-emitting diodes
通过Eu2和Tb3的协同敏化实现高效的Mn2红光发射用于白光发光二极管
  • DOI：
    10.1016/j.jallcom.2019.152143
  • 发表时间：
    2020-01
  • 期刊：
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    戴鹏鹏;马瑞
  • 通讯作者：
    马瑞
Dy3 + ,Sm3 + 共掺杂 Ca2 A1[AlSiO7 ] 荧光粉的发光性质研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    发光学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吐沙姑·阿布都吾甫;戴鹏鹏;马媛媛;周芷萱;海热古·吐逊;艾尔肯·斯地克
  • 通讯作者：
    艾尔肯·斯地克
Site-Selective Occupation of Eu2+ Activators Toward Full-Visible-Spectrum Emission in Well-designed Borophosphate Phosphors
Eu2 激活剂在精心设计的硼磷酸盐荧光粉中实现全可见光谱发射的位点选择性占据
  • DOI：
    10.1016/j.cej.2020.125141
  • 发表时间：
    2020-09
  • 期刊：
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子：
    15.1
  • 作者：
    绳星星;戴鹏鹏;孙志毅;温大尉
  • 通讯作者：
    温大尉
阴离子基团共替代诱导的青色硼磷酸盐荧光粉的
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    新疆师范大学学报 （自然科学版）
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘力;绳星星;戴鹏鹏
  • 通讯作者：
    戴鹏鹏
多铝酸盐宽带青色荧光粉发光特性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    发光学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李婉璐;戴鹏鹏
  • 通讯作者：
    戴鹏鹏

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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