熒光粉基發(fā)光二極管（LED）在應(yīng)對(duì)節(jié)能挑戰(zhàn)方面顯示出巨大潛力，已廣泛應(yīng)用于顯示器、汽車前照燈和交通信號(hào)燈。熒光粉在LED器件性能方面起著關(guān)鍵作用，例如顏色、發(fā)光效率、色溫、顯色指數(shù)等。因此，開(kāi)發(fā)高性能熒光粉是LED領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。元素硫是天然氣凈化和煉油過(guò)程中豐富的副產(chǎn)品，每年生產(chǎn)6000多萬(wàn)噸優(yōu)質(zhì)原料。因此，開(kāi)發(fā)以高價(jià)值方式利用元素硫?qū)τ诳茖W(xué)家和工業(yè)界都是非常重要的。最近，一些研究報(bào)道，將元素硫制備成納米點(diǎn)（S-dots）可以改善其光致發(fā)光性能，并將硫納米點(diǎn)的量子產(chǎn)率提高到了80%。但其作為L(zhǎng)ED熒光粉的應(yīng)用仍鮮有報(bào)道。主要原因?yàn)閷⑺芤褐械牧蚣{米點(diǎn)處理為固體后，其發(fā)光效率顯著降低，且硫基材料的熱穩(wěn)定性相對(duì)較差。
在這項(xiàng)工作中，河北大學(xué)王振光課題組通過(guò)原位沉淀合成策略制備了S-dots @ BaSO4混合熒光粉來(lái)解決上述問(wèn)題。如圖1所示，添加的Ba2+和S-dots表面的SO42-發(fā)生原位沉淀反應(yīng)，將S-dots嵌入BaSO4基質(zhì)中。BaSO4基體對(duì)S-dots的表面狀態(tài)具有鈍化作用，將其量子產(chǎn)率從23%大幅提升到58.3%。由于BaSO4的無(wú)機(jī)材料性質(zhì)，雜化熒光粉顯示出比S-dots更好的熱穩(wěn)定性。
圖1. S-dots @ BaSO4混合熒光粉的原位沉淀合成示意圖。 進(jìn)一步與UV LED芯片結(jié)合，構(gòu)筑了基于硫納米點(diǎn)的LED，利用藍(lán)色發(fā)射S-dots和橙色發(fā)射銅納米團(tuán)簇作為熒光粉組裝了白光LED。這些器件的CIE色度坐標(biāo)可以在從藍(lán)色（0.26，0.25）到橙色（0.36，0.36）的顏色范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，并且通過(guò)結(jié)合適量的材料也可以產(chǎn)生白光（0.32，0.32），如圖2所示。上述研究結(jié)果，提供了制備高質(zhì)量熒光粉的新合成策略，并為探索S-dots在光電器件中的應(yīng)用提供了新思路。 圖2. 通過(guò)不同熒光粉比例構(gòu)建LED器件CIE色坐標(biāo)。 論文信息 Fabrication of highly luminescent and thermally stable phosphors through in-situ formation of BaSO4 on sulfur nanodots Jiaqi Guo, Anrui Feng, Yu-e Shi, Zhenguang Wang Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202201990
