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Ca(Mg<sub>0.8</sub>Al<sub>0.2</sub>)(Si<sub>1.8</sub>Al<sub>0.2</sub>)O<sub>6</sub>:Ce<sup>3+</sup>,Tb<sup>3+</sup> 磷光体：结构调控、密度泛函理论计算及其在pc-wLED应用中的发光性能
摘要： 通过固相反应法成功设计出由CaMgSi2O6（记为CMSO）演化而来的改性结构Ca(Mg0.8Al0.2)(Si1.8Al0.2)O6（记为CMASO），该材料共掺杂Ce3+和Tb3+离子并应用于磷光转换型白光发光二极管（pc-wLED）。通过Rietveld精修验证了Mg2+和Si4+部分被Al3+取代引发的结构变化。采用密度泛函理论（DFT）计算带隙以佐证Al3+进一步取代的效应，漫反射光谱（DRS）证实了计算结果的准确性。磷光体CMASO:Ce3+在280-370 nm宽激发波长范围内呈现蓝光发射。与CMSO:Ce3+相比，尽管发光中心数量相同，结构变化导致吸收范围拓宽且发射峰红移。详细讨论了这些现象的成因。共掺杂磷光体CMASO:Ce3+,Tb3+随Tb3+浓度增加呈现蓝至绿的色变。结合商用红色磷光体CaAlSiN3:Eu2+与紫外LED（UV-LED）芯片，选定样品实现了白光发射，其相关色温（CCT）为6137 K，显色指数（Ra）达80.5，表明其可作为pc-wLED潜在应用磷光材料。
关键词： Ce3+，pc-wLED，DFT，发光性能，Tb3+，Ca(Mg0.8Al0.2)(Si1.8Al0.2)O6，磷光体转换白光发光二极管，密度泛函理论
更新于2025-09-19 17:13:59
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设计具有高显色指数（R1 - R15）≥ 95的高效荧光粉转换白光发光二极管用于人工照明
摘要： 磷光体转换型白光发光二极管（pc-WLED）是人工照明应用中能效卓越的光源。人工照明的目标之一是使物体/图像呈现自然观感——如同在阳光下的效果。光源准确还原物体自然色彩的能力通过显色指数（CRI）这一参数衡量。传统pc-WLED的平均CRI约80，远未达到精准色彩还原的要求。若要将pc-WLED用于人工照明，其全部CRI指标点（R1-R15）均需高于95。然而显色指数与光效（LER）存在此消彼长的关系，同时提升两者极具挑战性。本文提出一种新型LED封装（PKG）设计方案：通过组合使用两颗蓝光LED、一颗紫外LED及绿/红磷光体，实现CRI指标点≥95且光效约100流明/瓦。我们通过优化硅胶封装材料、LED工作电流及绿/红磷光体配比，成功实现高CRI与高LER的兼顾。该重新设计的LED封装将应用于体育场照明及超高清电视制作领域——这些场景对人工光源的高显色指数指标具有明确需求。
关键词： 人工照明、磷光体转换白光发光二极管、显色指数、发光效率、LED封装设计
更新于2025-09-12 10:27:22