fosforimaterjali

Fosforimateriaalit ovat luminesoivia aineita, jotka muuntavat vastaanottamaansa energiaa näkyväksi valoksi. Ne koostuvat isäntä-kideytimestä, johon on dopattu luminesenssian activator-ioneja. Kun fosforimateriaali saa energiaa esimerkiksi sinisestä LED-säteestä tai UV-säteestä, dopanttien elektroniset siirtymät palaavat alemmille energian tasoille ja vapauttavat fotoneja, jolloin syntyy valoa. Prosessi mahdollistaa energiaa muuntavan valonlähteen rakennetta, kuten valon väriyhteyden ja spektrin muodon hallinnan.

Yleisimmät fosforimateriaalit ovat epäorgaanisia yhdisteitä, joihin kuuluu oksideja, sulfidiyhdisteitä ja nitridejä. Tunnetuimpia esimerkkejä ovat YAG:Ce3+ (yttriumalumiinilaktaanin dopattu ceriumilla), ZnS:Cu,Al sekä SrAl2O4:Eu2+,Dy3+. Näillä ja vastaavilla fosforimalleilla on erilaiset emisiviteetit ja värispektrit, joita voidaan yhdistellä saavuttamaan haluttu värilämpötila ja värintoisto LED-sovelluksissa.

Sovellukset kattavat pääasiallisesti LED-valaistuksen ja näyttöteknologian valonmuunnoksen sekä käytön scintillaattoreina tieteellisissä ja lääketieteellisissä mittauksissa. Fosforimateriaalien avulla voidaan muuntaa sinisestä tai UV-säteilystä laajemman spektrin valoa, mikä mahdollistaa valon laadun ja energiatehokkuuden parantamisen.

Valmistuksessa käytetään sekä perinteisiä että moderneja menetelmiä, kuten kiinteäreaktiota, sol-gel-tekniikkaa ja hydro- sekä solvahoitoa. Ominaisuuksiin vaikuttavat kidepinnan laatu, dopanttien määrän hallinta, hiukkaskoko sekä terminen kestävyys; näitä tekijöitä pyritään optimoimaan lämpötilan vaihtelujen ja ajan myötä tapahtuvan keston minimoimiseksi. Fosforimateriaalien kehitys keskittyy entistä kirkkaampiin, kestävämpiä ja väriolosuhteiltaan parempiin materiaaleja.