近日,我院陈大钦教授课题组研制出具有红光发射特性的系列Sr(Lu1-xScx)2O4: Eu2+ (SLS: Eu2+)荧光陶瓷。通过Sc离子掺杂调控,该材料展现出优异的发光性能和稳定性,为面向激光驱动照明/显示技术的高性能红色发光材料设计提供了新的研究思路。相关研究成果以“Novel Red-Emitting Sr(Lu, Sc)2O4: Eu2+ Transparent Ceramics for Laser-Driven Lighting and Display”为题,发表于国际权威学术期刊《Science China Materials》。

激光照明/显示凭借高亮度、高能量密度、结构紧凑等特点,在医疗、车载航空照明及高端投影显示等领域前景广阔。主流方案(蓝光激光+石榴石基黄/绿荧光陶瓷)缺少红光组分,色温偏高、显色性不足;氟化物、钙钛矿、氮化物等红光材料也各有稳定性、制备成本等问题。Eu2+激活的氧化物基红光透明陶瓷是理想备选,但现有体系红光发射波长有限,难以支撑高品质照明与广色域显示。
在本研究中,所开发陶瓷展现出优异的红光发射性能(611-643 nm,半峰宽73-83 nm)、良好的热稳定性(47.3%@200 ℃)及卓越的双85稳定性(1200 h后为94.6%),同时具备出色的高功率蓝光激光辐照耐受能力(15 W、5.90 W mm-2条件下96.3%@120 min)。理论计算与实验结果共同揭示,Sc3+部分取代Lu3+引起[Sc/Lu/EuO6]八面体收缩及晶格畸变加剧,并增强Eu-O键的共价性,从而协同实现发射光谱的精准调控与材料性能的优化。此外,基于SLS: Eu2+荧光陶瓷分别构建了激光驱动照明/显示原型器件。其中,照明原型器件可产生色温为4891 K、显色指数高达90.2的中性白光;显示原型器件则可实现100.7 % NTSC的宽色域显示。该研究为面向激光驱动照明/显示技术的高性能红色发光材料设计提供了新的研究思路。

福建师范大学物理与能源学院为论文第一完成单位,我院博士研究生胡大海为第一作者,我院林世盛副教授,陈大钦教授为通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金和福建省自然科学基金等项目支持。
论文链接:https://www.sciengine.com/SCMs/doi/10.1007/s40843-026-4645-9
论文全文:
sCM-online-Hu.pdf

