新型Eu2+ 掺杂Ba2 Sc2 B4 O11 荧光粉：面向健康照明的紫外-紫光激发白光LED突破

　　针对紫外-紫光激发白光LED(WLEDs)中蓝光危害与光谱不连续问题，研究人员开发了新型Ba2-x Sc2 B4 O11 :xEu2+ 黄色荧光粉。该材料具有137nm超宽发射带（577nm）、89%内量子效率(IQE)和41%外量子效率(EQE)，与商业蓝粉组合实现Ra 93.0的高显色性暖白光，为健康照明提供新方案。

　　

在追求健康照明的时代背景下，传统蓝光芯片激发的白光LED(WLEDs)因蓝光泄漏可能引发视网膜损伤、昼夜节律紊乱等问题。尽管紫外-紫光激发方案能有效规避蓝光危害，但现有荧光粉体系存在光谱断裂（如窄带蓝粉BaMgAl₁₀
O₁₇
:Eu²⁺
）、热稳定性差（如氰粉BaSi₂
O₂
N₂
:Eu²⁺
）等缺陷，导致显色指数(Ra)普遍低于80，难以满足博物馆、医疗等精准显色场景需求。长春师范大学的研究团队在《Journal of Luminescence》发表的研究，通过稀土离子4f-5d跃迁特性设计出新型硼酸盐基质荧光粉，为这一困境提供突破性解决方案。

研究采用高温固相法合成Eu²⁺
掺杂Ba₂
Sc₂
B₄
O₁₁
系列样品，通过X射线衍射(XRD)验证晶体结构，结合扫描电镜(SEM)和元素分布映射分析形貌特征。利用荧光光谱仪测定光致发光(PL)性能，通过积分球系统量化量子效率，并采用时间分辨光谱测定荧光寿命。最终通过365nm LED芯片封装验证实际应用效果。

结果部分

1. 材料与合成：通过300℃预烧与1100℃烧结工艺，获得纯相BSBO:Eu²⁺
   ，仅含微量BaB₂
   O₄
   杂质。SEM显示颗粒尺寸均匀，Eu/Sc/Ba元素分布高度一致。

2. 光学性能：最优掺杂浓度1%Eu²⁺
   下，材料展现230-450nm宽带激发（覆盖UV-violet），发射峰577nm且半峰宽达137nm，优于商用YAG:Ce³⁺
   （~120nm）。荧光寿命2.74μs表明5d-4f跃迁效率极高。

3. 器件表现：三色混合体系（BSBO:Eu²⁺
   +BAM:Eu²⁺
   +(Ba,Sr)₂
   SiO₄
   :Eu²⁺
   ）实现Ra 93.0/7078K冷白光，较YAG:Ce³⁺
   体系（Ra 78.4）显色性提升18.6%，且色温可调范围覆盖4543-7078K。

结论与意义
该研究首次将Sc基硼酸盐应用于Eu²⁺
发光体系，其宽激发特性完美匹配UV-violet芯片，超宽发射带有效填补"蓝-绿"光谱间隙。89%的IQE刷新了同类黄粉记录，而41%的EQE表明无需复杂涂层工艺即可实现高光提取。更重要的是，该材料在保持硼酸盐基质低温合成优势（1100℃ vs 硅酸盐1600℃）的同时，解决了传统硼酸盐易潮解的问题。这项工作为开发低蓝光、全光谱健康照明器件提供了新材料范式，尤其适用于手术室、美术馆等对色准要求严苛的场所。未来通过优化Sc/Ba位点共掺杂，有望进一步提升热猝灭温度至150℃以上，推动UV-LED在汽车大灯等高温场景的应用。