寧波大學&太原理工大學JMCC內封面文章：室溫快速合成NaTbF4:Eu3+高效紅色熒光納米棒

引言:

稀土離子摻雜氟化物納米發光材料由于其可用于溫度探測、白光LED、生物醫學、太陽能電池等眾多領域而被廣泛的研究。目前，氟化物納米顆粒的合成方法主要包括水熱法、共沉淀法、溶膠凝膠法等。然而，這些合成方法都存在較高的反應溫度、漫長的反應時間、復雜的操作流程、以及產量低等缺點，從而阻礙了實際應用。因此，探索新穎低溫快速合成氟化物納米發光材料的制備工藝是一項極具挑戰性的工作，而且勢在必行。

成果簡介：

近日，寧波大學杜鵬副教授、羅來慧教授和太原理工大學黃小勇教授(共同通訊作者)報道了通過采用新型化學沉淀法（乙二醇做反應溶劑），在室溫條件下制備了形貌均勻的NaTbF₄:Eu³⁺納米棒。在近紫外光的激發下，NaTbF₄:Eu³⁺納米棒能夠發射出明亮的紅光，其熒光內量子效率高達50.2%，并且具有較好的發光熱穩定性。通過LED封裝技術，將NaTbF₄:Eu³⁺紅色納米棒發光材料與商用藍粉、綠粉相混合后，涂覆在395?nm近紫外LED芯片上，制備了高質量的白光LED器件。在100 mA電流驅動下，該LED器件發出強的白光，其色坐標為(0.307, 0.350)，顯色指數CRI為91.9，色溫CCT為6617 K。這項工作為制備高質量稀土離子摻雜氟化物納米發光材料提供了新方法。相關成果以“Morphology evolution of Eu³⁺-activated NaTbF₄?nanorods: a highly-efficient near-ultraviolet light-triggered red-emitting platform towards application in white light-emitting diodes”為題發表在國際著名學術期刊Journal of Materials Chemistry C上，并被期刊選為內封面文章。

圖文導讀：

圖1. NaTbF₄:Eu³⁺納米棒的形貌結構與組成表征

（a）NaTbF₄:Eu³⁺納米棒的FE-SEM圖像；(b) TEM圖像；（c）HR-TEM圖像；（d）SAED圖像；（e-h）組成元素的分布圖像；（i）EDX圖譜。

圖2. NaTbF₄:Eu³⁺納米棒的熒光特性

（a）不同Eu³⁺離子濃度下NaTbF₄:Eu³⁺納米棒的發光圖譜；（b）發光強度與Eu³⁺離子濃度的關系；（c）濃度淬滅機制的分析圖譜。

圖3. NaTbF₄:Eu³⁺納米棒的熒光壽命和熱穩定性

（a）不同Eu³⁺離子濃度下NaTbF₄:Eu³⁺納米棒的熒光壽命；（b）不同溫度下NaTbF₄:Eu³⁺納米棒的發光光譜；（c）發光強度與溫度之間的關系圖；（d）激活能的計算關系圖譜。

圖4. 白光LED器件的電致發光特性

（a）白光LED器件的發光圖譜；（b）白光LED器件的CIE色度坐標圖。

小結：

綜上所述，這項工作首次采用乙二醇做反應溶劑在室溫下快速制備了高效紅色發光NaTbF₄:Eu³⁺納米棒。基于NaTbF₄:Eu³⁺紅色熒光粉制備了白光LED器件，在100 mA電池驅動下，其發出明亮的白光（顯色指數CRI = 91.9、色溫CCT = 6617 K）。總之，這項研究為制備新型高效稀土離子摻雜氟化物納米發光材料提供了新的合成工藝。

作者簡介：

杜鵬，寧波大學物理科學與技術學院副教授，碩士研究生導師。2018年畢業于韓國慶熙大學獲得博士學位。主要從事于稀土離子光學特性、微米/納米材料的制備的研究并將制備的材料用于光學溫度傳感、白光LED、生物成像等方向。近年來，已在Journal of Materials Chemistry C、Chemical Engineering Journal、Applied Physical Letters、ACS Applied Nano Materials等諸多國際期刊上發表SCI論文60余篇，文章總引用次數2000余次，其中3篇封面論文，7篇ESI高倍引論文。

黃小勇，太原理工大學物理與光電工程學院教授，博士生導師，山西省青年三晉學者特聘教授。主要從事光電功能材料與器件的研究與開發。在Nature Photonics、Chemical?Society?Reviews、Progress in Materials Science、Applied Catalysis B: Environmental、Chemical Engineering Journal、Journal of Materials Chemistry C、Optics Letters等國際知名學術期刊上發表SCI論文110余篇，被SCI引用4800余次(Google Scholar)，H因子為35，其中5篇封面文章，20篇ESI 高被引論文（1% Top），6篇ESI熱點論文(1‰?Top），一篇論文入選“2017年度中國百篇最具影響國際學術論文”。受邀擔任Materials Today、Angewandte Chemie International Edition等70余種SCI雜志長期審稿專家與仲裁專家。榮獲8種SCI雜志優秀審稿人與Top Peer Reviewer (within 1%) in the Global Peer Review Awards 2019，入選英國皇家化學會(RSC) 2018年Top 1%高被引中國學者榜單。

文章鏈接：

Morphology evolution of Eu³⁺-activated NaTbF₄?nanorods: a highly-efficient near-ultraviolet light-triggered red-emitting platform towards application in white light-emitting diodes, J. Mater. Chem. C, 2019, 7, 10802-10809, DOI: 10.1039/C9TC03386F.

https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2019/tc/c9tc03386f

本文由寧波大學杜鵬老師供稿。

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