近日，学部江西省稀土荧光材料及器件重点实验室的研究论文“An ultra-high yield of spherical K₂NaScF₆:Mn⁴⁺ red phosphor and its application in ultra-wide color gamut liquid crystal displays”被英国皇家化学学会知名期刊《Journal of Materials Chemistry C》(一区Top期刊，影响因子6.641)公开发表，并被评选为2019年第24期内封底（Inside back cover）文章。论文第一作者为材料冶金化学学部硕士研究生明红，通讯作者为叶信宇教授，我校是论文唯一通讯作者单位。

该封底图片的设计既体现了论文的创新思想，同时又突出江西理工大学（JXUST）和学校所在地的客家文化。图片以未来虚拟显示屏上的赣南乡村客家围屋为主题，表达了所合成的稀土氟化物红粉K₂NaScF₆:Mn⁴⁺作用在显示器上后，使得屏幕色彩丰富，本真地还原了美丽赣南客家乡村自然风光，画面由黑白主色变换为梦幻彩色。该论文封底制作过程中得到了我校应用科学学院罗瑶老师的大力支持，无偿提供了其获全国大奖的油画作品“围屋顶的风景”。

Mn⁴⁺激活的氟化物红色荧光粉可以显著提高白光LED器件的光色品质和扩宽其色域，近十年来引起了学界和工业界的广泛关注，被誉为新一代的红色荧光粉。本文工作设计合成了一种超高粉体产率的球形K₂NaScF₆:Mn⁴⁺红色荧光粉，并且创新性地结合冶金热力学方面理论对该材料高产率进行了系统的解释。同时该稀土氟化物红色荧光粉具有优异的光色性能，与商业化β-sialon:Eu²⁺绿粉和蓝光芯片结合，封装出的白光LED器件的色域高达127.3%的（美国）国家电视标准委员会NTSC标准色域和95.1%的国际电信联盟ITU提出的4K甚至8K超高清电视Rec.2020标准色域。研究成果在投稿和发表过程中得到审稿人和编辑的高度评价，对开发设计高产率球形氟化物红色荧光粉，促进氟化物红色荧光粉进一步商业化具有重要的理论指导意义。

本项工作中，研究人员通过简易共沉淀法合成了一种具有超高产率、均一球形形貌的新型K₂NaScF₆:Mn⁴⁺红色荧光粉。该红色荧光粉的晶体结构与K₃ScF₆一致，Mn⁴⁺占据Sc³⁺晶格位点位于高度扭曲的[ScF₆]八面体中心，且Mn⁴⁺的掺杂会引起少量的碱金属阳离子空位缺陷，造成晶格萎缩。K₂NaScF₆拥有宽的能带隙（~6.46 eV），保障了Mn⁴⁺能级在主带隙中的位置。Mn⁴⁺在K₂NaScF₆晶格中遭受了强晶体场强度的影响和微弱的电子云重排效应。此外，K₂NaScF₆:Mn⁴⁺红粉具有超高的粉体产率（~100%）和极窄尺寸分布（~1.17 μm）的均一球形形貌，并且过量的KHF₂和K₂NaScF₆基质的低溶解度是K₂NaScF₆:Mn⁴⁺红粉超高产率的关键。在蓝光激发下，K₂NaScF₆:Mn⁴⁺红粉展现出具有强烈零声子线（ZPL）发射的窄带红色荧光，量子效率为70.3%。Mn⁴⁺的最佳掺杂量为1.94 mol%，而且其ZPL强度可通过调节Mn⁴⁺掺杂量实现调控。同时，K₂NaScF₆:Mn⁴⁺红粉在低温20-140 K范围内显现出反常的发光行为，其发光强度随温度的升高几乎保持恒定。在高温（≥300 K）下，K₂NaScF₆:Mn⁴⁺红粉显现出小的热猝灭行为。基于所合成的K₂NaScF₆:Mn⁴⁺红粉成功封装了两个具有超宽色域（LED-1: 126.3%的NTSC色域值和94.3%的Rec. 2020色域值；LED-2: 130.9%的NTSC色域值和97.8%的Rec. 2020色域值）的显示用白光LED器件。

上述研究工作获得国家自然科学基金（51304086）、江西省杰出青年基金（20171BCB23064）、江西省教育厅科技攻关项目（GJJ160636）、赣州市科技项目[2017]179和江西省青年井岗学者计划[2018]82等项目的支持。

论文链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/tc/c9tc02295c#!divAbstract