研究背景
在光转换型白色发光二极管 (PC-WLEDs) 照明领域同样存在热猝灭问题。PC-WLEDs一般由蓝光 LED 芯片 (440–480 nm) 激发黄色荧光粉和近紫光 LED 芯片 (380–420 nm) 激发红、绿、蓝三色荧光粉两种结构。LED芯片在工作过程中会发热而导致荧光粉发光效率降低。目前，商业化所用荧光粉主要是一些无机材料，这类荧光粉由于原料成本高（含稀有金属）、制备工艺复杂（需经过 1000 多度的高温烧结过程），而且还存在热猝灭等问题。因此提高荧光粉发光效率、降低成本和热猝灭将为未来显示、固态照明市场带来新的机遇。
研究内容
近日，洛阳师范学院杨晓刚副教授和马录芳教授采用金属卤化物无机链锚定发光分子形成致密堆积降低热猝灭。
图 1. MOF 荧光粉的晶体结构。
作者结合实验和理论计算证明了吖啶分子间 π···π 堆积形成的离域 π-共轭隧道和CdCl2 无机链的锚定作用对提高材料稳定性和发光效率具有很大的贡献。该 MOF 荧光粉在 150 °C（PC-WLEDs 高功率工作时的温度）时仍能保持其室温下发光强度的 84%。这一数值接近于目前报道的无机荧光粉，超过一些商业化的荧光粉。另外，MOF 荧光粉在水中浸泡 2 个月后，仍能保持原有样品强度的 95%。基于材料高热稳定性、水稳定性和高发光效率，作者进一步制备了绿光和白光 LED 器件。在 180 mA 驱动电流下，LED 器件的白光色坐标为 (0.331, 0.334)，色温文 6821 K，显色指数为 81.1。
图 2. MOF 荧光粉制备的的绿光、白光 LED 照明器件及其光学性能图。
该工作为设计低热猝灭 MOF 荧光粉及其在固态照明领域应用提供了新的思路。该成果以“Low thermal quenching of metal halide based metal–organic framework phosphor for light-emitting diodes”(《低热猝灭金属卤化物基 MOF 荧光粉用于发光二极管》)为题，发表在英国皇家化学会期刊 Chemical Science 上。
论文信息
Low thermal quenching of metal halide based metal–organic framework phosphor for light-emitting diodes Xiao-Gang Yang,* Ying-Jun Chen, Pei-Pei Yin, Yan Li, Shu-Yao Yang, Yi-Man Li, and Lu-Fang Ma*（杨晓刚，马录芳，洛阳师范学院） Chem. Sci., 2024, 15, 14202-14208
https://doi.org/10.1039/D4SC04228J
作者简介
本文第一作者，洛阳师范学院副教授，河南省杰出青年基金获得者。长期从事金属-有机框架、共晶基室温磷光、延迟荧光材料的制备、结构表征及其在催化、固态照明等方面的研究。近年来以第一作者、通讯作者在《Angew. Chem. Int. Ed.》、《ACS Central Sci.》、《Chem. Sci.》、《Inorg. Chem. Front》、《Chem. Commun.》、《Adv. Opt. Mater.》、《Inorg. Chem.》等期刊上发表 SCI 论文 40 余篇。H 因子 29，论文被引用 2400 余次，其中 1 篇被评为“2019 年中国百篇最具影响国际学术论文”，9 篇入选 ESI 热点或高被引论文。主持国家自然科学基金面上项目 2 项、河南省杰出青年基金 1 项、河南省高校科技创新人才支持计划 1 项、河南省高等学校重点科研项目 1 项。
期刊介绍
rsc.li/chemical-science
Chem. Sci.
| 2-年影响因子* | 7.6分 |
| 5-年影响因子* | 8.0分 |
| JCR 分区* | Q1 化学-综合 |
| CiteScore 分† | 14.4分 |
| 中位一审周期‡ | 33 天 |
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Editor-in-Chief
Andrew Cooper
🇬🇧 利物浦大学
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