我院吕志嘉博士与创新团队于辉研究员在稀土新材料研究方面取得进展
近期，我院矿产资源利用与冶金研究所暨中国-蒙古国选矿工艺技术“一带一路”联合实验室吕志嘉博士与创新团队于辉研究员共同发表的一项研究成果“Design strategies of rare-earth luminescent complexes with zero thermal quenching protected by the wire-in-tube structure and the construction of a W-WLED with highly stable illumination and colour reproduction”被材料科学综合期刊Journal of Materials Chemistry C录用（中科院二区，影响因子5.7）。
图1. 构建TbSSA@ZnO/SnO2荧光粉基础表征。
图2. 水热法制备管套线结构机理模型图（(a) ZnO/SnO2基质，(b) TbSSA@ZnO/SnO2管套线结构）
不同的空间需要不同光色的照明，选择合适光色的光源也是灯具选择的一个重要部分。研究团队开发了一种基于稀土掺杂TbSSA@ZnO/SnO2管套线结构的暖白光发光二极管（W-WLEDs），其2858 K的灯光色温可以营造温馨的照明环境，89.8的显色指数能够最大程度还原物品本身的颜色，具有较好的护眼作用，在家居照明和工程照明领域具有一定的产业化应用潜力。
W-WLEDs因二次光学设计发光效率高、光衰减小、使用寿命长、无漫反射单向光源而成为当前的主流照明光源。红、绿、蓝三色光在空间中混合可形成白光，其中的绿光LEDs必须是一种高效率的光源。根据“等能白光”理论，绿光约占可见光的69%，在目前研究成果中蓝色和红色LEDs的内部量子效率已分别超过90%和95%，但绿光LEDs的内部量子效率远远落后。基于上述背景，研究团队构建了一种具有高量子效率（QY=77%）和零热猝灭能力（473 K时为100%）的新型独特管套线结构TbSSA@ZnO/SnO2荧光粉。通过Sn4+和Zn2+的非等效取代促进了捕获能级的形成，提高了氧化锌与自制铽配合物（TbSSA）之间的能量传递效率，最终获得了高量子效率的绿光发射。较厚的ZnO/SnO2外壳尽最大可能保护了TbSSA核层，使W-WLEDs免受高温工作环境（200℃）的影响。将所制备的TbSSA@ZnO/SnO2荧光粉、商用BaMgAl10O14: Eu2+和CaAlSiN3: Eu2+混合后，W-WLEDs的CIE坐标位于暖白光（0.4288，0.3175）处，显色指数和相关色温分别为89.8和2858 K，在不同的驱动电流下也仍能保持较高的发光稳定性。因此，所制备的W-WLEDs具有较高的显色性和暖白色色温，在工作环境复杂、显色性要求高的半导体照明应用领域具有重要的实际意义。
图2. (a) 345 nm激发下Tb配合物和不同ZnO、SnO2基质比例下绝对发射强度折线图；(b) TbSSA/ZnO和TbSSA@ZnO/SnO2的XRD谱图；(c) TbSSA@ZnO/SnO2在345 nm激发不同温度下的发射光谱；(d)不同温度下TbSSA@ZnO/SnO2在543 nm处的绝对发射强度折线图；(e)不同温度TbSSA@ZnO/SnO2综合发射强度折线图；(f) TbSSA/ZnO和TbSSA@ZnO/SnO2的热释光光谱。
图3. (a) TbSSA@ZnO/SnO2的CIE坐标；(b) W-WLEDs发射光谱及发光数码照片；(c)不同驱动电流下W-WLEDs的发射光谱；(d) W-WLEDs的CIE坐标；(e)不同驱动电流下CIE-x和CIE-y折线图；(f)不同驱动电流下相关色温（CCT）与色纯度（Ra）折线图。
所制备的稀土基W-WLEDs推动了我院稀土新材料领域的进一步发展，将不断促进内蒙古特色稀土产业向更佳照明技术的边界发起挑战，探索更为高效、节能的解决方案，以应对未来可持续发展的需求。
