高功率密度激发荧光材料的反常热猝灭效应
2021-11-07张曦月孙炳恒马跃龙姜本学刘永福
张曦月, 张 乐*, 孙炳恒, 马跃龙,3, 康 健, 侯 晨,姜本学*, 刘永福, 陈 浩
(1. 江苏师范大学 物理与电子工程学院, 江苏省先进激光材料与器件重点实验室, 江苏 徐州 221116;2. 中国科学院 上海光学精密机械研究所, 上海 201800;3. 江苏大学 机械工程学院, 江苏 镇江 212013; 4. 中国科学院 宁波材料技术与工程研究所, 浙江 宁波 315201)
1 引 言
白光发光二极管(Light emitting diodes,LED)作为第四代照明光源,在固态照明与显示领域已经得到了长时间的发展与应用[1-13]。相比LED,基于激光二极管(Laser diode,LD)芯片的照明技术因其体积小、亮度高、照射距离远等优点在高功率照明、显示和光通讯等众多领域具有广泛的应用前景[14-17]。目前,蓝光芯片搭配黄色荧光材料是白光LED/LD的主流实现方案[18],荧光材料作为LD器件的主要组成部分,其性能直接决定了照明器件的品质。然而,在激光照明等应用场景中,高功率密度激发会引起荧光材料温度上升,导致发光离子的激发态电子非辐射分布增加[1,19],在150~200 ℃的范围内发射强度降低至其初始状态60%~70%以下,即产生显著的热猝灭(Thermal quenching,TQ)现象。
高功率密度激发下温度上升带来的热猝灭行为严重影响着LED/LD用荧光材料的服役稳定性,包括发光强度降低、色度漂移、发光饱和等一系列问题,从而导致目前已有荧光材料的商业应用受到限制[20]。因此,解决荧光材料的热猝灭问题,寻找和开发在高功率密度激发下拥有更优耐热特性的荧光材料以缓解高功率密度激发下热效应带来的不利影响,将成为新的研究热点。
反常热猝灭效应,即在一定温度范围内,随着工作温度上升,荧光材料的发射强度保持不变或逐渐增加的发光现象。……
