该文章研究了新型 Sr3Ga2Ge4O14:Dy3+荧光粉在白光 LED 和光热测温中的应用潜力。文章首先介绍了当前白光 LED 荧光粉存在的问题，例如 YAG:Ce3+ 发光在黄光区域，导致色温高、显色指数低，而 RGB 方案成本高、稳定性差。随后，文章提出了 Dy3+ 激活荧光粉的优势，并选择 Sr3Ga2Ge4O14 作为基质材料，因为它具有层状结构、宽带吸收光谱和优异的光学、电学、磁学和铁电性能。实验结果表明，Sr3Ga2Ge4O14:Dy3+ 荧光粉具有优异的热稳定性和色度稳定性，且其 4F9/2-6H15/2 和 4I15/2-6H15/2 跃迁的发光强度随温度变化呈相反趋势，可用于构建基于发光强度比 (LIR) 的光热测温仪，实现 0.61%K-1 的高灵敏度。该荧光粉的双模式应用潜力使其成为白光 LED 和光热测温领域的理想选择。

图 1. (a) Sr3(1-x)Ga2Ge4O14:3xDy3+ (x = 0, 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10) 的 X 射线衍射（XRD）图谱。 (b) Sr3Ga2Ge4O14 的 Rietveld 精细化图谱。 (c) Sr3Ga2Ge4O14:0.02Dy3+ 的 Rietveld 精细化图谱。 (d) Sr3Ga2Ge4O14 晶体结构的示意表示。 (e) Sr3Ga2Ge4O14 的元素映射。 (f) Sr3Ga2Ge4O14 的能量色散 X 射线光谱（EDS）图谱。 (g) Sr3Ga2Ge4O14 的透射电子显微镜（TEM）图像。

图 2. (a) Sr3(1-x)Ga2Ge4O14:3xDy3+ (x = 0, 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10) 的漫反射光谱（DRS）。 插图是 [F®hv]² 与光子能量的关系图。 (b) Sr3Ga2Ge4O14:0.02Dy3+ 的光致发光（PLE）和光致发光（PL）光谱。 (b) Dy3+ 在 Sr3Ga2Ge4O14 中的能级示意图。

图 3. (a) Sr3(1-x)Ga2Ge4O14:3xDy3+ (x = 0, 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10) 的光致发光（PL）光谱。 (b) 对应于 4F9/2-6H15/2、4F9/2-H13/2 和 4F9/2-H11/2 跃迁的发光强度变化。 (c) log(I/x) 对 logx 的线性拟合图。 (d) Sr3(1-x)Ga2Ge4O14:3xDy3+ (x = 0, 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10) 的 CIE 色度图和数字照片。

图 4. Dy3+ (571 nm) 在 Sr3(1-x)Ga2Ge4O14:3xDy3+ (x = 0.01, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10) 中的衰减曲线。

图 5. Sr3Ga2Ge4O14:0.02Dy3+ 的激发光谱和发射光谱。

图 6. (a) Sr3Ga2Ge4O14:0.02Dy3+ 的温度依赖性 PL 光谱。 (b) Sr3Ga2Ge4O14:0.02Dy3+ 和 YAG:Ce3+ 随温度变化的发光强度变化。 (c) ln(I/Ir-1) 对 1/kT 的依赖性。 (d) Sr3Ga2Ge4O14:0.02Dy3+ 在不同工作温度下的色坐标。

图 7. (a) 在 150 mA 驱动电流下的 LED 发光光谱。 插图展示了 LED 在关闭和开启状态下的照片。 (b) LED 在不同驱动电流下的发光光谱。 (c) LED 在 2、5、10、20、30、50、70 和 150 mA 驱动电流下的热像图。

图 8. (a) Sr3Ga2Ge4O14:0.02Dy3+ 在 440-520 nm 范围内记录的温度依赖性 PL 光谱。 (b) 4I15/2-6H15/2 和 4F9/2-6H15/2 跃迁的发光强度变化。 (c) LIR 对 1/T 的拟合图。 (d) Sa 和 Sr 对工作温度的依赖性。

期刊：Ceramics International

题目：A Novel Sr3Ga2Ge4O14:Dy Phosphor: Tapping into the Potential of Dual-Mode Applications in White LEDs and Optical Thermometry

作者：Ziyao Wang, Liya Ma, Yi Shao, Yuzhong Luo, Ruocong Liao, Ximing Kong, Xinyao Yang

接受日期：First published: 11 February 2025

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.02.128