华南理工大学夏志国教授-张勤远教授团队：LED用Eu²⁺掺杂硅酸盐荧光粉的结构工程策略- X-MOL资讯

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华南理工大学夏志国教授-张勤远教授团队：LED用Eu²⁺掺杂硅酸盐荧光粉的结构工程策略

材料

作者：X-MOL 2020-11-27

10月22日，华南理工大学夏志国教授和张勤远教授团队的AMR述评文章“Structural Engineering of Eu²⁺-Doped Silicates Phosphors for LED Applications”正式在线发表。我们邀请了作者团队为我们讲述论文背后的故事，欢迎有问题的读者给小编留言或直接联系作者。

作者简介

赵鸣，博士研究生，主要研究方向为白光LED用稀土发光材料的合成、结构与性能研究。

张勤远，华南理工大学教授，国家杰出青年基金获得者，教育部 “长江学者”特聘教授。主要从事稀土光功能材料和稀土光学玻璃研究。

夏志国，华南理工大学教授，国家优秀青年基金获得者，国际元素周期表年（2019）铕（Eu）元素代言人。主要从事无机发光材料研究，致力于稀土发光材料的成分-结构-性能关联与调控和金属卤化物发光材料设计等应用基础研究。

请您简要描述一下这篇Account所介绍的研究及其研究背景。

荧光粉转换型发光二极管（pc-LEDs）现已广泛应用于固态照明、液晶背光源显示及红色与近红外光源。然而，实现全光谱照明、广色域显示及宽带高效的红色与近红外发光仍然是目前pc-LED面临的重要挑战。经典的“LED芯片+稀土荧光粉”组合技术使得稀土发光材料起着关键作用。基于不同LED应用导向，研发发光特性差异化的高性能稀土发光材料是核心所在。稀土离子Eu²⁺的发光源于4f-5d电子跃迁，光谱容易受基质结构及化学组成等影响。研究者通过调控无机材料的组成与结构，实现了Eu²⁺掺杂稀土荧光粉不同发光特性的光致发光，可满足前述LED应用。特别地，Eu²⁺掺杂硅酸盐荧光粉不仅展现出优异的发光特性（如多色发光、可调带宽、高热稳定性和高量子效率等），并且成本低廉、制备简单，使得其在面向LED应用的稀土发光材料研究中备受关注。以往的研究，多采用传统试错法寻找新基质和优化性能，既耗时费力且成功率较低。建立有效的结构工程策略以实现快速精准地发现新荧光粉体系并精准调控光色，成为这一领域的重要挑战。本文的研究旨在建立稀土发光材料“化学组成-晶体结构-发光性能”的构效关系与调控策略，以此研发出实现不同LED应用需求的新型稀土发光材料。

在这篇Account中，我们的核心思想是：首先总结和阐明了稀土离子Eu²⁺在无机材料中的发光与调控机理，包括质心位移、晶体场劈裂、斯托克斯位移和发射带宽调变的一般规律；而后提出了调控Eu²⁺发光结构工程的一般策略，包括利用不同的取代方式改变基质的化学组成和晶体结构，调变激活离子占据的不同的晶体学格位，以及通过外部因素控制基质材料的结构相变。随后，本文概述了针对不同LED应用的多色Eu²⁺掺杂硅酸盐荧光粉的最新进展，突显出了设计准则及材料成分-结构-性能关系的重要性。最后，本文从理论预测、材料化学设计与应用性能优化等方面，对该领域当前的挑战和未来研究方向提出了一些发展与展望。

您对稀土发光材料的研究与发展有何种愿景？

稀土发光材料是一个“古老”而又不断焕发活力的研究对象，其应用从家喻户晓的三基色荧光灯到目前炙手可热的pc-LEDs，不断推动着照明、显示及其相关光电子技术产业化的跨越。因此，稀土发光材料的结构-性能构效关系的研究，已成为材料学、化学、固态物理和光学等多学科综合交叉领域的前沿课题。我们将坚守这一领域的研究，并期待更多的同行加入这一研究领域，发展新的结构设计策略，发现有益的局域结构调控手段，共同推动高性能稀土发光材料的精准研发，拓宽其多领域的应用，实现稀土战略资源的高附加值利用。

能否分享一下您选择Accounts of materials Research的理由？

Accounts of Materials Research（《材料研究述评》）是上海科技大学与美国化学会出版社的合作期刊。作为一个充满活力的高起点新期刊，Accounts of Materials Research专注于前沿材料领域并对论文质量严加把控，为全球科研人员提供了一个高质量的交流平台。借助这一平台，我们将研究团队在稀土发光材料成分-结构-性能关联与调控研究方向的核心学术思想（例如矿物模型结构演化和化学单元共取代等）进行进一步的总结、凝练与提升。期望本文的研究能够激发和促进本领域更多的研究与思考，并期望对其他领域的研究者具有借鉴意义。

您理解中的Account应该是什么样的？和一般的综述文章有何不同？

Account的文章在内容上更聚焦于作者自己的研究，特别是希望作者借助这一综述文章来凝练和升华自己的核心学术思想和对本研究领域的贡献，让作者能够用一句话、一段话和一篇Account来实现不同层次的表达。因此，Account上的综述文章将更加具有针对性，主题更加明确。通过介绍和展示某领域的研究背景及研究思路，提出某领域的潜在问题和未来展望，从而给予读者更多的启发。

扫码阅读夏志国教授和张勤远教授团队的精彩Account文章：

Structural Engineering of Eu²⁺-Doped Silicates Phosphors for LED Applications

Ming Zhao, Qinyuan Zhang, and Zhiguo Xia*

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.0c00014?ref=xmol

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