电子科技大学xiong yang等–通过调节氧原子的晶格缺陷和类石墨烯多层保护实现热稳定的Eu2+掺杂Sr2Si5N8荧光粉

Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺(258)荧光粉因其优异的红发射性能而备受关注。然而，其较差的热稳定性阻碍了其在电子显示器件中的进一步发展。因此，为了生产出稳定且寿命长的WLED器件，解决这一问题非常重要。本文采用简单的固相反应法制备了258荧光粉，并用化学气相沉积法在其表面包覆超薄碳层。将碳包覆粉末在N₂气氛中进一步高温退火，以触发碳热反应。一方面，碳热反应导致荧光粉颗粒中的氧被表面的一部分碳除去，从而减少了发光中心和主晶格的氧化。另一方面，剩余的碳结晶，形成类似石墨烯的多层结构，保护荧光粉颗粒免受外部氧气的渗透。这最终导致荧光粉的热稳定性和抗氧化性的显著提高。

图1. 合成的一锅法的XRD图谱（a），258（b）、258@C（c）和258@C-A（d）的XRD Rietveld细化。

图2. (a) 258和258@C-A荧光粉经过涂层、退火和热处理后的照片，(b) 258和258@C-A荧光粉经过重复热处理后的发射和激发光谱。

图3. 258 (a)和258@C-A (b)的温度相关发射光谱。

图4. 258荧光粉在不同温度和大气压下处理2小时后的IQE（a–b）、吸收效率（c–d）、EQE（e）和PL强度（f）。

图5. 258@C，258@C-A和258@C-A-600的N，O，Si，Sr和Eu元素原位XPS光谱：测量扫描（a）、Sr 3d（b）、Si 2p（c）、N 1s（d）、O 1s（e）和Eu 3d（f）。

图6. （a）晶体结构和（b）Sr₂Si₅N₈中的不同N位置。

图7. 258@C (a, d)， 258@C-A (b, e)， 258@C-A-600 (c, f)的TEM和HRTEM图像(a-f)， Sr (g)， Si (h)， N (i)， O (j)，C (k)和Eu(1)元素分布的EDS映射。

图8. 258和258@C-A荧光粉在氮气中热处理后热降解的机理。

相关研究成果由电子科技大学国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心Xiong Yang等人于2023年发表在Ceramics International (https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.03.139 )上。原文：Achieving a thermally stable Eu²⁺-doped Sr₂Si₅N₈ phosphor via adjusting the lattice defects of oxygen atoms and protection by the graphene-like multilayer。