合成螢光粉陶瓷製光子器件

    日前俄羅斯托木斯克理工大學新生產技術工程學院的研究人員在熒光粉方面取得突破，他們開發出一種生產螢光粉陶瓷的新方法，這是生產二極管、雷射器和其它光子器件所必需的。這種新的進口替代技術與同類技術的不同之處在於生產率高，且能精準控制產品性能。

    研究人員指出，目前合成螢光粉陶瓷的方法往往會導致材料結構缺陷，這是由於固相反應過程的可控性低，以及輔助物質的使用，其分解產物殘留在陶瓷中，降低了陶瓷的質量。

    研發團隊指出，一般而言，螢光粉是一種晶體粉狀材料，由物理化學性能穩定的硫化物、氦化物和氧化物等組成主體，包括基質、啟動劑、敏化劑等組成部分。螢光粉通常分為光致儲能螢光粉和帶有放射性的螢光粉兩類。光致儲能螢光粉能夠在被照射時儲存光能，在停止光照後再緩慢地以螢光的方式釋放。放射性螢光粉是在螢光粉中摻入放射性物質，利用射線激發螢光粉發光，此類螢光粉有毒有害，會造成環境污染，因此應用範圍較小。一般都可燃燒，燃燒劇烈者甚至可引發爆炸，可採用水、沙土、二氧化碳等滅火劑。螢光粉可用作染料、有機顏料、塗料、光氧化劑、光學增白劑、防偽標記、太陽能捕集器等。此次團隊提出的螢光粉陶瓷合成方法能精確控制產品的性能，提高了生產速度和生產率。研究人員稱，這種方法的一個特點是使用高能電子束，在其作用下燒結初始氧化物的粉末。這項研究成果首先旨在生產俄羅斯依賴進口的LED螢光粉，但在未來，它將使製造各種現代光子學材料成為可能。實現白光LED的途徑有多種，目前使用最為普遍最成熟的一種是通過在藍光晶片上塗抹一層黃色螢光粉，使藍光和黃光混合成白光，所以螢光粉的材質對白光LED的衰減影響很大。

    研究人員創造了一種工業生產摻有鈰離子的釔鋁石榴石的方法，這是生產白光二極管的關鍵材料。獲取螢光粉陶瓷的技術是現有技術中最快的，一秒鐘可合成十至二十克。粉末混合物受到強大的電子流的作用，導致輻射分解，即氧化物分解為離子並隨後化合。

    研究人員表示，新方法能通過快速改變配料成分來燒結不同的物質。得益於此，不僅可以合成成分複雜的陶瓷，還可快速確定各種成分對最終產品的性質的影響規律。

    多    姿