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高效发光非稀土水铝石矿蓝光荧光粉
高效蓝光发光材料一直以来是LED领域重要的研究方向之一，蓝光发光材料是制备UV型白光LED的核心材料。与目前蓝光激发型白光LED相比，紫外芯片激发型白光LED（UV型白光LED）器件设计更具灵活性，可降低蓝光损害、提高显色指数、降低色衰、提高热稳定性，成为目前白光LED室内照明应用发展的重要方向之一。因此，开发低成本非稀土宽光谱蓝光荧光粉是紫外激发型白光LED研究的重要课题。
近期，北京理工大学与香港城市大学合作发展了一种单源前驱体热分解法来制备水铝石矿蓝光材料（图1），获得荧光量子产量近70%的蓝光材料。解决了长期以来水铝石矿发光效率低，合成条件苛刻（高温高压）的难题；进一步研究阐明了其氧缺陷和碳杂质发光机制以及给电子基团荧光的增强机理。
图1. 单源前驱体热分解法制备水铝石蓝光材料及其光学性能
基于水铝石矿非稀土蓝光发光材料的UV型白光LED器件（图2），作者获得了约30 lm/W的流明效率，这是迄今为止基于此类材料报道的最高效率（此前文献报道的流明效率仅为8 lm/W）。作者还结合实验室前期发展的红色CuInS2量子点荧光粉制备了高质量白光LED器件，显色指数可达95。
这一研究成果以“Mesoporous Aluminum Hydroxide Synthesized by a Single-Source Precursor Decomposition Approach as a High Quantum Yield Blue Phosphor for UV Pumped White Light-Emitting Diodes”为题在线发表于《先进材料》杂志(IF：18.926)。
图2.水铝石蓝光材料用于紫外激发型白光LED领域的实例
上述成果得到了国家重点基础研究发展计划（973 计划）、国家自然科学基金委、中国博士后基金委、“香江学者”研究计划和香港研究资助局的支持。此外，该研究课题依托北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心、纳米光子学与超精密光电系统北京市重点实验室和香港城市大学功能光子研究中心，已经获得国家自然科学基金青年基金项目（项目批准号：51602024，项目名称：紫外激发白光LED用水铝石矿蓝光纳米材料的可控制备和发光机制研究）。
该论文作者为：Bingkun Chen*, Andrei S. Susha1, Claas J. Reckmeier, Stephen V. Kershaw, Yongtian Wang, Bingsuo Zou, Haizheng Zhong and Andrey L. Rogach
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Mesoporous Aluminum Hydroxide Synthesized by a Single-Source Precursor-Decomposition Approach as a High-Quantum-Yield Blue Phosphor for UV-Pumped White-Light-Emitting Diodes
Adv. Mater., 2017, 29, 1604284, DOI: 10.1002/adma.201604284
作者简介
陈冰昆，2013年在北京理工大学取得博士学位，入选2014年度“香江学者”研究计划，合作导师：Andrey L. Rogach教授、王涌天教授。在 Adv. Mater, Adv. Funct. Mater., Opt. Express, Chem. Mater. Nanoscale 等国际学术期刊上发表文章16篇，其中发表在Adv. Funct. Mater.上的论文入选ESI高引用论文。以第一作者或通讯身份发表SCI论文7篇，申请中国专利五项(其中两项已经授权)。主要学术贡献如下：
1，博士期间，在北京理工大学邹炳锁教授、钟海政教授的指导下，围绕新型量子点材料及其照明显示应用开展研究，发展了低毒、低成本三元铜铟硫(CuInS2)系列量子点材料，在世界上率先实现了百克量级的小试放大(如图3，授权中国发明专利：ZL 201110259596.3)，制备出高显色性能、高效率的远程白光LED灯具(Adv. Funct. Mater., 2012, 22, 2081–2088；Nanoscale, 2013, 5, 3514；Optics Express, 2013, 21, 10105)。
图3. CuInS2量子点的小试放大及其远程白光LED灯具和电致发光的显示应用
2，博士后期间，与北京理工大学钟海政教授、王涌天教授、香港城市大学Andrey Rogach教授合作，面向健康照明领域发展了一种单源前驱体热分解法制备高效发光水铝石矿蓝光材料的方法，该方法具有低成本、操作简单、易量产等优势，为紫外激发型白光LED器件提供了材料基础。
主要发表文章列表：
[1].Bingkun Chen*, Andrei S. Susha, Claas J. Reckmeier, Stephen V. Kershaw, Yongtian Wang, Bingsuo Zou, Haizheng Zhong, and Andrey L. Rogach*Mesoporous Aluminum Hydroxide Synthesized by a Single-Source Precursor Decomposition Approach as a High Quantum Yield Blue Phosphor for UV Pumped White Light-Emitting Diodes. Adv. Mater., 2017, 29, 1604284. (IF:18.926)
[2].Bingkun Chen, Haizheng Zhong*, Wenqing Zhang, Zhan’ao Tan*, Yongfang Li, Cairan Yu, Tianyou Zhai, Yoshio Bando, Shengyi Yang, and Zou Bingsuo. Highly Emissive and Color-Tunable CuInS2 -based Colloidal Semiconductor Nanocrystals: Off-Stoichiometry Effects and Improved Electroluminescence Performance. Adv. Funct. Mater., 2012, 22, 2081-2088. (IF: 11.382, 他引:161次ESI高被引论文)
[3].Bingkun Chen, Qingchao Zhou, Junfei Li, Feng Zhang, Haizheng Zhong*, and Bingsuo Zou. Incorporation of Red-Emissive CuInS2-based Nanocrystals for High Color Rendering Warm White Light-Emitting Diodes. Opt. Express, 2013, 21(8): 10105-10110. (IF: 3.148, 他引25次)
[4].Bingkun Chen, Shuai Chang, Deyao Li, Liangliang Chen, Yongtian Wang, Tao Chen, Bingsuo Zou, Haizheng Zhong*, and Andrey L. Rogach. Template Synthesis of CuInS2 Nanocrystals from In2S3 Nanoplates and Their Application as Counter Electrodes in Dye-Sensitized Solar Cells. Chem. Mater., 2015, 27, 5949–5956 (IF: 9.407, 他引18次)
[5].Bingkun Chen, Haizheng Zhong*, Meixu Wang, Ruibin Liu, and Bingsuo Zou. Integration of CuInS2 Based Nanocrystals for High Efficiency and High Colour Rendering White Light-Emitting Diodes. Nanoscale, 2013, 5, 3514-3519. (IF: 7.760, 他引59次)
[6].Bingkun Chen, Haizheng Zhong*, Rui Li, Yi Zhou, Yuqin Ding, Yongfang Li, Bingsuo Zou. Conjugated Polymer-Assisted Preparation of CdSe Nanospheres and Their Photovoltaic Properties. Sci. Adv. Mater., 2012, 4, 342-345. (IF: 1.812, 他引12次)
[7].Bingkun Chen, Haizheng Zhong*, Bingsuo Zou. I-III-VI Semiconductor Nanocrystals. Prog. Chem., 2011, 23(11), 2276-2286. (IF: 0.687, 他引5次)