优化Ce3+,Pr3+共掺杂荧光粉：提高白光LED显色指数的关键策略

本研究论文探讨了一种新颖的荧光粉设计，即掺杂了Ce3+和Pr3+的钇铝石榴石荧光粉，由侯建新、周禾丰等人在太原理工大学材料科学与工程学院进行。研究人员利用稀土氧化物作为主要原料，采用高温固相反应法制备出这种特殊的荧光材料。Ce3+和Pr3+的共掺杂旨在改善YAG（钇铝石榴石）荧光粉的发光特性，特别是提高红光成分，这对于优化白光LED（Light Emitting Diode，发光二极管）的色温和显色指数至关重要。 通过X射线衍射(XRD)分析，研究团队确认了产物的晶体结构，确认为立方晶系的YAG结构，这保证了其对蓝光的有效吸收和转换。Ce3+和Pr3+之间的能量传递机制被利用，使得Ce3+激发下的YAG荧光粉能够有效地激发Pr3+发出红光，从而在保持较高发光效率的同时，增加了白光LED的暖色调成分。这有助于降低色温，提升显色指数，使其更接近自然光的效果。 显色指数是衡量光源颜色质量的重要参数，通常白光LED的显色指数在60-80之间，接近传统荧光灯水平。然而，现有的YAG:Ce3+荧光粉倾向于产生冷白色光，较低的红光含量导致显色效果不佳。因此，通过掺杂Pr3+并调整Ce3+和Pr3+的比例，研究人员期望通过改变荧光粉的发射光谱特性，将其向较长波长方向转移，以改善白光LED的视觉舒适性和色彩表现力。 尽管已经有一些工作在探索红光荧光粉的添加以增强红光成分，但这项研究可能提供了一种更具系统性和潜力的解决方案。整体来说，这项研究不仅提升了荧光粉的性能，也对改进白光LED的光学性能具有重要的理论和应用价值，对于固态照明技术的发展具有积极的推动作用。