RU2784929C1 - Кристаллический материал для люминофоров для светодиодов белого света - Google Patents
Кристаллический материал для люминофоров для светодиодов белого света Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784929C1 RU2784929C1 RU2022115768A RU2022115768A RU2784929C1 RU 2784929 C1 RU2784929 C1 RU 2784929C1 RU 2022115768 A RU2022115768 A RU 2022115768A RU 2022115768 A RU2022115768 A RU 2022115768A RU 2784929 C1 RU2784929 C1 RU 2784929C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- white light
- lif
- temperature
- ions
- rare earth
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 6
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- TZJWXLCCCSEVLB-UHFFFAOYSA-M [F-].[O-]B([O-])[O-] Chemical compound [F-].[O-]B([O-])[O-] TZJWXLCCCSEVLB-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 9
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N europium Chemical compound [Eu] OGPBJKLSAFTDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910001422 barium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 claims abstract description 4
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Inorganic materials [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910000421 cerium(III) oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Inorganic materials [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 29
- 229910016036 BaF 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 claims description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 abstract description 5
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L Barium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ba+2] OYLGJCQECKOTOL-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 2
- SCRZPWWVSXWCMC-UHFFFAOYSA-N Terbium(III) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Tb+3].[Tb+3] SCRZPWWVSXWCMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910001632 barium fluoride Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- RSEIMSPAXMNYFJ-UHFFFAOYSA-N Europium(III) oxide Chemical compound O=[Eu]O[Eu]=O RSEIMSPAXMNYFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000005039 chemical industry Methods 0.000 abstract 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- -1 europium ions Chemical class 0.000 description 7
- 230000002596 correlated Effects 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000103 photoluminescence spectrum Methods 0.000 description 5
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium(0) Chemical class [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000003081 coactivator Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000008204 materials by function Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- ITMSSWCUCPDVED-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane;oxo(oxoalumanyloxy)yttrium;oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Y]=O.O=[Y]O[Y]=O ITMSSWCUCPDVED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000488 structural defect Toxicity 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении светодиодов белого света. Кристаллический материал представляет собой люминофор на основе фторидобората с «антицеолитной» структурой общей формулы Ba12(BO3)6[BO3][LiF4], в каркасе [Ba12(BO3)6]6+ которого ионы бария изоморфно замещены ионами редкоземельных элементов: европия, тербия и церия. Указанный люминофор получен методом снижения температуры из высокотемпературного раствор-расплава исходных компонентов состава, мол. %: BaO:BaF2:B2O3:Li2O=24:22:34:20 с содержанием оксидов редкоземельных элементов, мас. %: 0,13-0,30 Eu2O3; 0,10-0,30 Tb2O3; 0,13-0,50 Ce2O3. При возбуждении полученного однофазного люминофора излучением в ультрафиолетовой области 300-370 нм при температуре 77-300 К обеспечивается многополосная люминесценция, близкая к белому свету. Изменяя содержание редкоземельных элементов, можно варьировать оттенки излучаемого белого света. 3 ил., 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к материалам для использования в качестве однофазного люминофора белого свечения на основе кристаллов боратов с «антицеолитной» структурой.
Важнейшим применением люминофоров являются светодиоды белого света. Для применений в светодиодах белого света (БСД) самыми распространенными являются желтые люминофоры на основе иттрий-алюминиевого граната, активированного ионами Ce3+ (Y3Al5O12:Се3+). БСД по своим характеристикам существенно превосходят другие источники света (лампы накаливания, люминесцентные, газоразрядные), их световая отдача составляет около 150 Лм/Вт. Основными элементами светодиодов являются чип и люминофор, преобразующий в результате фотолюминесценции часть излучения чипа в белый свет. Эффективность преобразования подводимой светодиодам электроэнергии в световую определяется чипом и люминофором, цветовые характеристики - в основном люминофором. Люминофоры Y3Al5O12:Се3+ возбуждаются свечением чипов на основе двойных InGaN/GaN гетероструктур в ближнем УФ диапазоне и излучают в широкой полосе видимого диапазона с максимум около 550 нм. При введении соактиваторов возможно смещение максимума полосы излучения в диапазоне от 525 до 585 нм. Недостатком БСД на основе Y3Al5O12:Се3+ является низкий индекс цветопередачи и высокая коррелированность цветовой температуры вследствие отсутствия красной компоненты [Jang et al., Appl. Phys. B: Lasers Opt. 2009. V. 95. P. 715-720; Huang, Nat. Photonics, 8, 2014, P. 748-749]. С целью преодоления указанных недостатков, было предложено совмещать светодиодные чипы, излучающие в ближнем ультрафиолете с красным, зеленым и синим люминофорами, дающими в сочетании белый свет.
В настоящее время именно фторидобораты рассматриваются как одна из наиболее перспективных матриц для создания люминофоров для светодиодных устройств. Исследуются матрицы различного состава, с различной симметрией кристаллической решетки и с различными активаторами. Кристаллы фторидоборатов используются как для получения красного фосфора для составных красно-зелено-синих светодиодов (red-green- blue, RGB) [Ding X., Wang Y. ACS Applied Materials & Interfaces. 2017. V. 9 (28). P. 23983-23994; Geng et al. J. Mater. Chem. C, 2019, V. 7 (7), P.1982-1990; Zhang et al. J. Alloys Compd, 2020, V. 815, P. 152645; Wang et al. Chem. Eng., 2021, V. 404, P. 25912), так и для получения излучения белого света путем смешивания излучения от нескольких активаторов в пределах одной матрицы [Li et al. J. Lumin, V. 204, 2018, P. 410-418; Li et al.,RSC Adv. 2018, V. 8. P.9879-9886]. Люминофоры на кристаллах боратов характеризуются высоким индексом цветопередачи, хорошей воспроизводимостью цвета, низкой коррелированной цветовой температурой. Так, в работе [Ding X., Wang Y. ACS Applied Materials & Interfaces. 2017, V, 9 (28), P. 23983-23994] методом твердофазного синтеза были получены поликристаллы LiBa12(BO3)7F4, легированные ионами двухвалентного европия Eu2+. Отметим, что соединения LiBa12(BO3)7F4 и NaBa12(BO3)7F4 можно рассматривать как крайние члены твердого раствора фторидоборатов с «антицеолитной» структурой [Bekker et al. Inorg. Chem., 2017, V. 56 (9), P. 5411-5419]. При возбуждении ближним ультрафиолетовым излучением, максимум эмиссии полученного методом твердофазного синтеза люминофора LiBa12(BO3)7F4: Eu2+ составлял 644 нм. При комбинировании люминофора LiBa12(BO3)7F4: Eu2+ с голубым BaMgAl10O17:Eu2+ и зеленым люминофорами (Sr, Ba)2SiO4:Eu2+, получен светодиод со следующими характеристиками: индекс цветопередачи 84.1, коррелированность цветовой температруры 4856 K, световая отдача 72.6 Лм/Вт [Ding X., Wang Y. ACS Applied Materials & Interfaces, 2017, V. 9 (28), P. 23983-23994].
Особенностью фторидоборатов с «антицеолитной» структурой, открытых коллективом авторов изобретения, - является способность каркаса структуры [Ba12(BO3)6]6+ вмещать различные анионные группы [(Li, Na)F4]3-, [MnF6]4-, [Cu2+F6]4-, [Cu2+(OH)6]4-, [Cu+F4]3- и др., что открывает возможность направленного синтеза функциональных материалов с заданными свойствами [Rashchenko S.V. et. al J.Alloys Compd. 2017. V.694. P. 1196-1200; Bekker T. B. et. al Inorg.Chem. 2017. V. 56 (9). P. 5411-5419; Bekker T. B. et. al. J. Am. Ceram Soc. 2018. V. 101 (1). P. 450-457; Solntsev V. P et. al J.Phys.Chem. C. 2019. V. 123. P. 4469-4474; Bekker T.B. et. al Cryst.Growth Des. 2020. V. 20 (6). P. 4100-4107; Bekker T. B. et. al Inorg. Chem. 2020. V. 59 (18). P. 13598-13606; патент RU2689596, опубл.28.05.2019, C30B29/04]. Также показана возможность изоморфного замещения бария на стронций Ba2+→Sr2+ в каркасе структуры [Ba12(BO3)6]6+ [Bekker T.B. et al., CrystEngComm 2021. V. 23. P. 6599-6609].
Техническая проблема, решаемая изобретением, заключается в необходимости расширения арсенала однофазных люминофоров.
Технический результат изобретения заключается в управляемом преобразовании излучения из ультрафиолетового в видимый диапазон путем реализации мультиполосной люминесценции, близкой к белому свету с помощью кристаллического материала - фторидобората с «антицеолитной» структурой с общей формулой Ba12(BO3)6[BO3][LiF4], легированного ионами редкоземельных элементов: европия, тербия и церия. Структура соединения Ba12(BO3)6[BO3][LiF4] позволяет одновременное вхождение ионов редкоземельных элементов и, изменяя содержание ионов редкоземельных элементов, дает возможность варьировать оттенки белого света.
Технический результат достигается в кристаллическом материале для люминофоров для светодиодов белого света на основе фторидобората с «антицеолитной» структурой общей формулы Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]: Eu3+, Tb3+, Ce3+, в каркасе [Ba12(BO3)6]6+ которого, ионы бария изоморфно замещены ионами редкоземельных элементов: европия, тербия и церия, полученный методом снижения температуры из высокотемпературного раствора исходных компонентов состава BaO:BaF2:B2O3:Li2O = 24:22:34:20 (мол. %) с содержанием оксидов редкоземельных элементов в 0.13-0.30 мас. % Eu2O3, 0.10-0.30 мас. % Tb2O3, 0.13-0.50 мас. % Ce2O3, и обеспечивающий многополосную люминесценцию, близкую к белому свету, при возбуждении люминофора излучением в ультрафиолетовой области в диапазоне 300 - 370 нм при температуре от 77 до 300 К.
Люминесценция, обеспеченная фторидодоборатом с «антицеолитной» структурой с общей формулой Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]: Eu3+, Tb3+, Ce3+, характеризуется координатами цветности CIE и коррелированной цветовой температурой (0,335; 0,309), 5352 К и (0,295; 0,362), 7121 К, соответственно.
Кристаллохимические данные указывают на то, что ионы редкоземельных элементов изоморфно замещают барий в каркасе структуры. Важным преимуществом кристаллов является их химическая, физическая и радиационная стойкость.
Кристаллы фторидоборатов с «антицеолитной» структурой с общей формулой Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+,Tb3+,Ce3+ выращены из высокотемпературных растворов исходных реагентов на затравку или платиновую петлю методом снижения температуры.
В Таблице 1 представлены составы высокотемпературного раствора для выращивания кристаллов Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+, Tb3+, Ce3+ (I) и (II).
В Таблице 2 - координаты цветности CIE и коррелированная цветовая температура кристаллов Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+, Tb3+, Ce3+ (I) и (II) при длинах волн возбуждения 300 и 370 нм.
На фиг. 1 представлена температурная зависимость спектров фотолюминесценции (ФЛ) кристалла Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+, Tb3+, Ce3+ (I) в интервале температур 77-300 K при возбуждении длинами волн (а) 300, (б) 370, и (в) 390 нм.
На фиг. 2 - температурная зависимость спектров ФЛ кристалла Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+, Tb3+, Ce3+ (II) в интервале температур 77-300 K при возбуждении длинами волн 300 (а), 370 (б) и 390 нм (в).
На фиг. 3 - координаты цветности CIE (Commission Internationale de L′Eclairage, CIE1931):
- для кристалла Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+, Tb3+, Ce3+ (I) при возбуждении 300 нм при (1) 77 K и (2) 300 K, при возбуждении 370 нм при (3) 77 K и (4) 300 K;
- для кристалла Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+, Tb3+, Ce3+ (II) при возбуждении 300 нм при (5) 77 K и (6) 300 K, при возбуждении 370 нм при (7) 77 K и (8) 300 K.
Соответствующие координаты цветности CIE и коррелированной цветовой температуры при длинах волн возбуждения 300 и 370 нм кристаллов Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+, Tb3+, Ce3+ с различным содержанием Tb и Ce приведены в Таблице 2.
Концентрации Eu2O3 и Tb2O3 (Таблица 1), измеренные с помощью электронно-зондового микроанализатора для кристалла Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+,Tb3+,Ce3+ (I), составили 0.06(1) мас.% и ниже предела обнаружения, соответственно; для кристалла Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+, Tb3+, Ce3+ (II) - 0.04(1) ма.% и 0.01(1) мас.%, соответственно. Характеристические линии церия и бария совпадают, поэтому определение концентрации церия не представляется возможным. Наблюдаемые на фиг. 1, 2 положение и форма пиков люминесценции типична для ионов европия, тербия и церия.
| Таблица 1 | ||||||||||||
| Состав Кристалл |
BaO, мол % |
BaF2, мол % |
B2O3, мол % |
Li2O, мол % |
Eu2O3, мас % |
Tb2O3, мас % |
Ce2O3, мас % |
Температура ликвидуса, ° C |
||||
| Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]: Eu3+, Tb3+, Ce3+ (I) | 24 | 22 | 34 | 20 | 0.13 | 0.10 | 0.13 | 792 | ||||
| Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]: Eu3+, Tb3+, Ce3+ (II) | 24 | 22 | 34 | 20 | 0.13 | 0.29 | 0.47 | 769 | ||||
| Таблица 2 | ||||||||||||
| Длина волны возбуждения, нм | Координаты цветности, CIE | Коррелированная цветовая температура, K | ||||||||||
| 77 K | 300 K | 77 K | 300 K | |||||||||
| Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+, Tb3+, Ce3+ (I) | ||||||||||||
| 300 | (1) (0.362; 0.294) |
(2) (0.335; 0.309) |
3882 | 5352 | ||||||||
| 370 | (3) (0.271; 0.298) | (4) (0.280; 0.305) | 10382 | 9232 | ||||||||
| Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+, Tb3+, Ce3+ (II) | ||||||||||||
| 300 | (5) (0.306; 0.244) |
(6) (0.371; 0.285) |
9340 | 3350 | ||||||||
| 370 | (7) (0.283; 0.344) |
(8) (0.295; 0.362) |
8001 | 7121 | ||||||||
Решение технической проблемы изобретения реализовано на примере материала Ba12(BO3)6[BO3][LiF4], легированного трехвалентными ионами редкоземельных элементов, европия, тербия и церия. Изменяя концентрацию редкоземельных элементов в исходном высокотемпературном растворе и длину волны возбуждения в кристаллах Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]: Eu3+, Tb3+, Ce3+ можно варьировать цветовые координаты и получать излучение, близкое к белому свету.
Пример 1 получения фторидоборатов Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+, Tb3+, Ce3+ (I) с фотолюминесцентными свойствами.
Кристаллы получали из высокотемпературного раствора на затравку или платиновую петлю, масса исходного расплава 40 г, диаметр тигля 40 мм. Исходная навеска содержала: BaCO3 - 25.13 г, BaF2 - 22.36 г, HBO2 - 7.45 г, Li2CO3 - 5.45 г, Eu2O3 - 0.05 г, Tb2O3 - 0.04 г, Ce2O3 - 0.05 г. Температура ликвидуса для данного состава 792°С. Скорость снижения температуры после касания поверхности высокотемпературного раствора затравкой или платиновой петлей при температуре ликвидуса составляла 2°С/сут. Полученные кристаллы имели светло-бежевый оттенок.
При длине волны возбуждения 300 нм в спектрах ФЛ присутствуют полосы, характерные для ионов европия, тербия и церия, что подтверждает их изоморфное вхождение в структуру. Наиболее интенсивные полосы в области 610-615 и 685-705 нм связаны с переходами 5D0 → 7F2 и 5D0 → 7F4 ионов Eu3+, соответственно [Reddy et al. Renew. Sustain. Energy Rev. 2015. V. 51. P. 566-584; Lemański et al., J. Lumin. 2015. V. 159. P. 219-222]. Полосы в области 540-550 нм и 580-600 нм обусловлены переходами 5D4 → 7F5 и 5D4 → 7F4 ионов Tb3+, соответственно [Linganna et al., Mater. Res. Bull. 2015. V. 67. P. 196-200; Zhou, Xia, Inorg. Chem. 2014. V. 53. P. 2501−2505]. Хорошо разрешенное расщепление в области 350-400 нм при 77 К типично для переходов 2D3/2 →2F5/2, 2F7/2 ионов Ce3+ [Kharabe et al., J. Phys. D: Appl. 2008. V. 41 205413; Shinde, Dhoble, Lumin. 2012. V. 27. V. 69-73; Shendrik et al., Solid State Phys. 2019. V. 61. P. 830-834; Feng et al., J. Alloy. Compd. 2011. V. 509. P. 3855-3858; Putaj et al., IEEE Trans. Nucl. Sci. 2010. V. 57. P. 1675-1681]. Примечательно, что полоса излучения переходов церия (около 350-370 нм) перекрывается с полосами возбуждения ионов тербия и европия (Фиг. 1а)
При возбуждении 370 нм в спектре ФЛ наблюдалась относительно интенсивная полоса 460 нм, связанная с собственными структурными дефектами. Наиболее интенсивная полоса на 545 нм соответствует переходу 5D4 → 7F5 иона Tb3+ (Фиг. 1б).
При возбуждении 390 нм в спектре ФЛ также присутствует полоса в области 460 нм. Наиболее интенсивные полосы в области 610-615 и 685-705 нм обусловлены переходами 5D0 → 7F2 и 5D0 → 7F4 ионов Eu3+, соответственно (Фиг. 1в).
Пример 2 Кристалл Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+,Tb3+,Ce3+ (II) был получен из высокотемпературного раствора, содержащего примерно в три раза большую концентрацию Tb2O3 и в четыре раза большую концентрацию Ce2O3 по сравнению с кристаллом Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+,Tb3+,Ce3+ (I) (Фиг. 2). Методика совпадала с описанной выше для Примера 1. Исходная навеска содержала: BaCO3 - 25.13 г, BaF2 - 22.36 г, HBO2 - 7.45 г, Li2CO3 - 5.45 г, Eu2O3 - 0.05 г, Tb2O3 - 0.12 г, Ce2O3 - 0.19 г. Температура ликвидуса для данного состава составила 769°С.
Спектры ФЛ этих кристаллов Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+,Tb3+,Ce3+ (I) и (II) качественно близки, однако для кристалла Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+,Tb3+,Ce3+ (II) относительная интенсивность полос в области 350-450 нм, связанных с переходами ионов Ce3+ при возбуждении 300 нм, и относительная интенсивность полос, связанных с переходами ионов Tb3+ при возбуждении 370 нм, выше, чем для кристалла Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+,Tb3+,Ce3+ (I).
Координаты цветности и соответствующие значения для коррелированных цветовых температур, рассчитанные по формуле МакКеми [Schanda, Danyi, Color. Res. Appl. 1976. V. 2. P. 161-163], приведены в Таблице 2.
Наилучшие результаты с точки зрения координат цветности и цветовой температуры получены для кристалла Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+,Tb3+,Ce3+ (I) при возбуждении длиной волны 300 нм при 300 K (точка 2, Фиг. 3) и для кристалла Ba12(BO3)6[BO3][LiF4]:Eu3+,Tb3+,Ce3+ (II) при возбуждении длиной волны 370 нм (точки 7 и 8, Фиг. 3) при 77 и 300 К.
Изобретение не ограничивается приведенными примерами и включает все модификации, эквиваленты и альтернативы в пределах сущности и объема изобретения.
Claims (1)
- Кристаллический материал для люминофоров для светодиодов белого света на основе фторидобората с «антицеолитной» структурой общей формулы Ba12(BO3)6[BO3][LiF4], в каркасе [Ba12(BO3)6]6+ которого ионы бария изоморфно замещены ионами редкоземельных элементов: европия, тербия и церия, полученный методом снижения температуры из высокотемпературного раствор-расплава исходных компонентов состава: BaO:BaF2:B2O3:Li2O=24:22:34:20 (мол. %) с содержанием оксидов редкоземельных элементов: 0,13-0,30 мас. % Eu2O3, 0,10-0,30 мас. % Tb2O3, 0,13-0,50 мас. % Ce2O3.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2784929C1 true RU2784929C1 (ru) | 2022-12-01 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2807809C1 (ru) * | 2023-05-02 | 2023-11-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) | Красный люминофор для составных светодиодов белого света на основе поликристаллов фторидобората и способ его получения |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2689596C1 (ru) * | 2018-08-15 | 2019-05-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук (Институт геологии и минералогии СО РАН, ИГМ СО РАН) | Дихроичный материал - фторидоборат с "антицеолитной" структурой |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2689596C1 (ru) * | 2018-08-15 | 2019-05-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук (Институт геологии и минералогии СО РАН, ИГМ СО РАН) | Дихроичный материал - фторидоборат с "антицеолитной" структурой |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| LILI HAN et al, Observation of efficient energy transfer from host to rare-earth ions in KBaY(BO3)2:Tb3+ phosphor for plasma display panel, J. of Alloys and Compounds, 2013, v. 551, p.p. 485-489. E.A. SIMONOVA et al, Nd3+ and Pr3+ doped anti-zeolite matrix-LiBa12(BO3)7F4: Crystal structures, luminescent properties, Mater. Chem. and Phys., 2020, v. 247. TATYANA B. BEKKER et al, Experimental and Ab Initio Studies of Intrinsic Defects in "Antizeolite" Borates with Ba12(BO3)66+ Framework and Their Influence on Properties, ACS Publications, Inorganic Chem., 2020, v. 59, no. 18, p.p. 13598-13606. * |
| SERGEY V. RASHCHENKO et al, New fluoride borate with "anti-zeolite" structure: A possible link to Ba3(BO3)2, J. of Alloys and Compounds, 2017, v. 694, p.p. 1196-1200. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2807809C1 (ru) * | 2023-05-02 | 2023-11-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) | Красный люминофор для составных светодиодов белого света на основе поликристаллов фторидобората и способ его получения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101147560B1 (ko) | 형광체와 발광기구 | |
| KR101320290B1 (ko) | 형광체, 그 제조방법 및 광원 | |
| US8852454B2 (en) | Red emitting nitride fluorescent material and white light emitting device using the same | |
| JP5914729B2 (ja) | ホウリン酸塩蛍光体及び光源 | |
| JP6101700B2 (ja) | Ｌｅｄ赤色蛍光体及び該蛍光体を含有する発光デバイス | |
| KR100666211B1 (ko) | 자외선 및 장파장 여기용 규산염계 형광체 | |
| JP5970534B2 (ja) | 酸窒化物蛍光体 | |
| CA2447288A1 (en) | Nitride phosphor and method for preparation thereof, and light emitting device | |
| CN112457848B (zh) | 一种窄带蓝光荧光粉及其制备方法与应用 | |
| KR101244620B1 (ko) | 산질화물 형광체 및 이를 이용한 발광장치 | |
| JP2016508174A (ja) | テルビウム含有アルミネート系黄緑色〜黄色発光蛍光体 | |
| CN114437724A (zh) | 一种镓酸盐基多色长余辉发光材料及其制备方法 | |
| Bekker et al. | Luminescence properties of rare-earth-doped fluoride borate crystals | |
| KR100306996B1 (ko) | 신규 램프용 규산염계 형광체 | |
| US10093854B2 (en) | Phosphor and light emitting device | |
| RU2784929C1 (ru) | Кристаллический материал для люминофоров для светодиодов белого света | |
| KR101243774B1 (ko) | 산질화물 형광체 | |
| CN109943324B (zh) | 一种超宽白色荧光材料及其制备方法和应用以及照明器具 | |
| RU2807809C1 (ru) | Красный люминофор для составных светодиодов белого света на основе поликристаллов фторидобората и способ его получения | |
| KR101756275B1 (ko) | 발광단 및 이러한 발광단을 함유하는 광원 | |
| CN105838370B (zh) | 一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法 | |
| JP4503321B2 (ja) | 蛍光体 | |
| KR100485673B1 (ko) | 백색 발광장치 | |
| KR20190114792A (ko) | 청색 발광 형광체, 발광 소자, 발광 장치 및 백색광 발광 장치 | |
| KR20130057157A (ko) | 산질화물계 형광체 및 이를 포함하는 발광장치 |