俄罗斯FEFU(Far Eastern Federal University)远东联邦大学的一个国际联合小组（包括中科院上硅所）的一项研究发表在“Materials Characterization”（材料表征）期刊，其开发的铈掺杂钇铝石榴石-氧化铝（Ce3+:YAG-Al₂O₃）复合材料，可用于地面和航空航天技术的固态光转换器（磷光体），基于这种材料的LED系统与商业产品相比可节省20%-30%的能耗。

DOI: 10.1016/j.matchar.2021.110883

复合陶瓷磷光体的微观结构，以及基于该结构的LED器件的外观

图片来源：FEFU

全球总发电量的15%以上用于照明（约4500亿美元），俄罗斯根据光子学发展推算认为，高功率高效LED技术（超过150 lm/W）将在2025年节省30%电力。基于已开发的陶瓷光转换器，可以生产紧凑的节能白光发光二极管（wled）和高功率（高亮度）系统。从便携式投影仪和内窥镜到对角线超过100英寸的激光电视、用于汽车和飞机建造的照明设备、巨型结构等，许多光子应用都需要这种新材料。

白光LED的消耗量占高亮度LED总消耗量的一半以上。现代商用白光led有机荧光粉生产技术的一些特点导致发光二极管的快速老化，从而失去亮度和显色质量。FEFU的研究员称，“我们以钇铝石榴石为基础的复合陶瓷（铈掺杂钇铝石榴石复合氧化铝稳定相）制造的完全无机的光转换器来解决问题。”

这种新材料具有高的热强度和热导率，能承受高的泵浦功率，产生明亮的白光，而光致发光强度没有明显的热猝灭现象。这使得可以将LED器件的工作温度降低到120-70℃，比商业样品Ce3+：YAG的工作温度降低2倍以上。

我们通过真空反应烧结铝、钇、铈和钆的初始氧化物粉末来合成材料。重点研究了以残余气孔和Al2O3微晶为主要散射中心与陶瓷荧光粉光谱性质之间的定量关系。我们的光转换器满足新一代白光二极管的所有要求。“它们具有较长的使用寿命、较高的发光效率和显色指数，同时保持了对环境友好性和材料尺寸的要求。”。

编译 YUXI