“碳达峰、碳中和”目标的提出对节能提效提出了更高要求。白光半导体发光二极管光源由于更加节能高效环保，目前正在迅速取代传统白炽灯和三基色荧光灯。我国是LED光源生产大国，但目前核心专利缺乏，主要采取由国外授权模式生产。高温功能材料研究所日前针对白光LED用红光荧光材料展开研究，在单晶荧光体方面取得了一些积极进展。

1）研发了一种制备低溶解度氟化物基质窄带红光发光大单晶荧光体的新的制备方法。Mn⁴⁺激活氟化物单晶荧光体相比于其粉晶体，具有更少的缺陷数量、更好的耐潮解劣化性和更高的热传导率。但对于氟硅酸盐/氟钛酸盐等溶解度相对较低的基质，如何在室温或低温条件下制备大单晶荧光体具有难度，目前尚未见报道。通过所开发的一种新的溶解/氟化合成方法，在室温溶液中成功合成了破纪录的、长度高达200−300 μm的BaTiF₆:Mn⁴⁺柱状单晶荧光体。由于其低溶解度、单晶特性及较大粒径而表现出比商用K₂SiF₆:Mn⁴⁺红光荧光粉更好的耐潮解劣化性质。相关成果发表在：

BaTiF₆:Mn⁴⁺ Red Phosphor: Synthesis of Single Crystals at Room Temperature and the High Hydrolysis-Resistant Property. Inorganic Chemistry, 2021. DOI: 10.1021/acs.inorgchem.1c01601.

2）研发了一种制备高溶解度氟化物基质窄带红光发光大单晶荧光体的新的制备方法。多数具有在水中具有较大溶解度的氟化物溶质在酸性溶液也表现出较大溶解度且其随温度变化而变化。基于此特点，开发了一种降温结晶加离子交换制备厘米级氟化物厘米级大单晶荧光体的方法，首先优化前驱体后经缓慢降温，伴随着温度下降溶质溶解度降低，从溶液中析出2−3 mm长度的Na₂SiF₆柱状大单晶；然后将其浸泡在K₂MnF₆/HF溶液中经离子交换，得到Na₂SiF₆:Mn⁴⁺红光单晶荧光体。相关成果发表在：

Solution Growth of Millimeter‐Scale Na₂SiF₆ Single Crystals for Mn⁴⁺‐Doping as Red Phosphor. Journal of the American Ceramic Society, 2021, 104(10): 5077-5085.

3）研发了一种制备氧化物基质宽带红光发光单晶荧光体的新的制备方法。在总结归纳Mn⁴⁺离子²E能级在含八面体配位氧化物基质中发光能量后选取了MgAl₂O₄作为掺杂基质，其在相对低温下难以合成纯相更无法得到单晶体，而高温下又将促使Mn以2+杂质价态形式进入四面体配位的Mg²⁺格位。基于上述现状，开发了一种熔盐介质合成方法，优化熔盐种类而调节原料离子在其中的迁移速率，并通过调节起始Al₂O₃原料的晶型和粒度而调节Mn⁴⁺离子的优先掺杂格位，最终实现在950 ℃的相对温和条件下制备MgAl₂O₄:Mn⁴⁺单晶荧光颗粒，在蓝光激发下实现主峰为651 nm的宽带发射，实现Mn⁴⁺离子在氧化物基质中的最高能量发光。相关成果发表在：

Microsized Red Luminescent MgAl₂O₄:Mn⁴⁺ Single-Crystal Phosphor Grown in Molten Salt for White LEDs. Inorganic Chemistry, 2020, 59(24): 18374-18383.

Ultrabroadband Red Luminescence of Mn⁴⁺ in MgAl₂O₄ Peaking at 651 nm. Dalton Transactions, 2020, 49(17): 5711-5721.

调控Al₂O₃晶型控制MgAl₂O₄:Mn⁴⁺荧光粉中Mn价态研究. 无机材料学报, 2020, 36(5): 513-520.

（高金星 供稿）