1 光能转换材料湖南省高校重点实验室， 湖南 长沙 410081
2 湖南师范大学 化学化工学院， 湖南 长沙 410081
Mn4+掺杂的氟化物红色荧光粉的耐湿性差，严重影响了白色发光二极管（WLEDs）的光色稳定性。本工作基于绿矾溶液的还原性，将K2SiF6∶Mn4+颗粒表面的Mn4+还原成可溶的低价态Mn2+，实现了氟化物粒子的表面钝化及高耐湿性。在水浸360 h后，表面钝化的K2SiF6∶Mn4+粒子的发光强度仍保持初始强度的95%，而未处理的K2SiF6∶Mn4+颗粒发光强度迅速降为初始值的46%。此外，采用绿矾溶液对表面已水解的氟化物荧光粉进行简单的浸泡，可使其完全恢复原来的发光强度。电感耦合等离子体-原子发射光谱、X射线光电子谱、元素能谱等表征结果显示，经绿矾溶液处理的K2SiF6∶Mn4+粒子表面的Mn4+浓度显著减小，证实了惰性壳层K2SiF6的形成，揭示了氟化物粒子耐湿性显著提升的原因。此外，经高温（85℃）高湿（85%）的条件老化1 000 h后，WLEDs器件中表面钝化的K2SiF6∶Mn4+粒子仍保持着100%的红色发光强度，明显高于未钝化的氟化物的59%，进一步证实了绿矾溶液钝化的K2SiF6∶Mn4+红色荧光粉具有非常优异的环境稳定性。
Mn4+掺杂 红色荧光粉 耐湿性 绿矾溶液 表面钝化 Mn4+ doping red phosphor moisture resistance green alum solution surface passivation
伊犁师范大学 物理科学与技术学院 新疆凝聚态相变与微结构实验室， 新疆 伊宁 835000
采用溶胶-凝胶法合成了一系列橙红色发光的Y2-2xMgTiO6∶2xSm3+(YMT∶2xSm3+，0≤x≤0.11)荧光粉。通过粉末X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜 (SEM)、光致发光激发和发射光谱对样品进行了表征分析。结果表明，所制备的YMT∶Sm3+样品为纯相，无任何杂质; 荧光粉颗粒尺寸为2~3μm，分散性较好且无明显团聚。在407nm的近紫外光激发下，样品的发射光谱在500~700nm波长范围内存在三个显著的发射峰，分别是603nm(4G5/2→6H7/2)和650nm(4G5/2→6H9/2)处较强的红光，以及566nm(4G5/2→6H5/2)处较弱的绿光。Sm3+离子的最佳掺杂浓度为5mol%，理论计算出Sm3+离子的临界转移距离为1.619nm。当Sm3+浓度超过5mol%时，出现明显的浓度猝灭效应，该效应归因于Sm3+离子之间电四极子-电四极子(q-q)相互作用。YMT∶Sm3+荧光粉的CIE色度坐标位于橙红光区域，是一种具有潜在应用价值的白光LED用红色荧光粉。
溶胶-凝胶法 近紫外激发 橙红色荧光粉 sol-gel method near-ultraviolet excitation Sm3+ Sm3+ orange-red phosphor
1 江西理工大学材料冶金化学学部材料科学与工程学院，江西 赣州 341000
2 江西理工大学能源与机械工程学院，江西 南昌 330001
3 江西省稀土荧光材料及器件重点实验室，江西 赣州 341000
荧光玻璃陶瓷是高功率白光照明器件的重要材料之一，然而，红色荧光粉易与玻璃粉在共烧结时发生反应，制约了荧光玻璃陶瓷的发展。本课题组将（Ca，Sr）AlSiN3∶Eu2+红色荧光粉与Y3Al5O12∶Ce3+黄色荧光粉复合，在高热导率的蓝宝石基质上以硼硅酸玻璃粉为黏结剂，采用丝网印刷技术制备了荧光玻璃陶瓷，研究了样品共烧结过程中材料结构、形貌、元素比等的变化，模拟了实验过程，分析了发光性能。结果表明：在制备玻璃陶瓷的共烧结过程中，两种荧光粉均未与粘结玻璃发生明显的反应；随着红粉掺杂量增加，玻璃陶瓷的发射光谱红移且强度逐渐降低，量子效率呈现下降趋势；玻璃陶瓷具有优异的热稳定性，150 ℃下的发光强度为室温下的89%；随着红粉掺杂量增加，样品表现为由冷白光向暖白光转变的光色可调性，最佳光电参数为流明效率147.70 lm/W、色温4915 K、显色指数73.3。
材料 发光材料 玻璃陶瓷 红色荧光粉 蓝宝石 光色可调性 中国激光
2023, 50(10): 1003001
1 陕西科技大学化学与化工学院，教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，西安 710021
2 西京学院，西安 710123
针对目前钙钛矿型红色荧光粉热稳定性较差的问题，以带隙和结构可调变的双钙钛矿型Sr2GdNbO6为基质、Eu3+为激活离子，采用高温固相法成功制备双钙钛矿型Sr2Gd1-xNbO6: xEu3+(x=0.04～0.12)红色荧光粉，通过X射线衍射、紫外-可见分光光度和荧光光谱分析对目标产物进行表征。结果表明：合成的荧光粉具有单斜晶体结构，其空间群为P21/c。结构分析表明：掺杂的铕以Eu3+的化合态取代了基质Sr2GdNbO6中的Gd3+，形成了单一晶体结构的荧光粉。Sr2Gd1-xNbO6: xEu3+荧光粉在蓝光λex=468 nm和近紫外λex=395 nm双波长激发下均呈现红橙色发射光，主发射峰中心波长位于622 nm和593 nm处，分别归属于Eu3+的5D0→7F2和5D0→7F1能级跃迁。当Eu3+的掺杂量为x=8% (摩尔分数)，其蓝光激发的发光量子效率达到最高值16%。对比分析了双波长激发下温度(295～568 K)对其荧光强度和发光量子效率的影响。结果表明：蓝光λex=468 nm激发下该荧光粉不仅发光量子效率高，而且其耐热稳定性也更高。在蓝光激发下样品Sr2GdNbO6: 0.08Eu3+的荧光衰减平均寿命为0.841 ms，色坐标为(0.648、0.368)，发光色纯度达到93%，是一种具有应用潜在前景的双波长响应的新型红色荧光材料。
双波长激发 铌酸盐 荧光热稳定性 发光量子效率 红色荧光粉 dual-wavelength excitation niobate fluorescence thermal stability luminescence quantum efficiency red phosphor
伊犁师范大学物理科学与技术学院, 新疆凝聚态相变与微结构实验室, 伊宁 835000
采用溶胶-凝胶法成功制备出系列Eu3+掺杂和Li+、Eu3+共掺杂Gd2ZnTiO6红色荧光粉, 并研究Li+、Eu3+掺杂对样品的晶体结构、微观形貌及发光性能的影响。结果显示, 所制备的Gd2ZnTiO6∶Eu3+,Li+(GZT∶Eu3+,Li+) 荧光粉为双钙钛矿结构, 属于单斜晶系(空间群: P21/n), 大小为10 μm的无规则形状的颗粒。在395 nm近紫外光的激发下, GZT∶Eu3+的发射光谱展示出典型的Eu3+线状特征光谱, 发射峰中心位于615 nm处, 归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁。Eu3+的最佳掺杂浓度为0.07(摩尔分数), 样品显示明显的浓度猝灭效应, 其机制为电偶极子-电偶极子(d-d)相互作用。此外, 研究还发现, Li+掺杂对样品的晶体结构、微观形貌没有影响, 但是一定量的Li+掺杂可以显著增强样品的荧光强度。当Li+浓度为0.05时, 荧光粉发射主峰强度增强程度最大, 提高至原来的4.3倍, 说明通过Li+、Eu3+共掺杂可以获得高亮度的GZT红色荧光粉。GZT∶0.14Eu3+,0.05Li+荧光粉的CIE色坐标为(0.631 1,0.375 3)与标准红光色坐标(0.670,0.330)较为接近, 是一种潜在的LED用红色荧光粉。
溶胶-凝胶法 Li+、Eu3+共掺杂 双钙钛矿 红色荧光粉 Gd2ZnTiO6 Gd2ZnTiO6 sol-gel method Li+, Eu3+ co-doping double perovskite red-emitting phosphor
贵州大学大数据与信息工程学院, 贵州省电子功能复合材料特色重点实验室, 贵阳 550025
为了研究Na+掺杂对Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+荧光粉发光性能的影响, 本文采用高温固相反应法成功制备了一系列Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+,xNa+(x=0.01、0.03、0.05、0.07、0.10;x为摩尔分数)荧光粉。XRD图谱和精修结果表明, Na+成功掺入Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+晶格。发光性能测试结果表明, Na+的掺入提高了Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+荧光粉的发光强度, 其最佳掺杂浓度为5%。在406 nm波长激发下, 荧光粉在602 nm (4G5/2→6H7/2)处发射峰最强且发射出橙红光。浓度猝灭结果及热稳定性研究表明, Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+,0.05Na+基质中能量传递主要发生在最近邻离子之间, 荧光粉的热猝灭激活能为0.119 eV。该荧光粉的色坐标位于橙红色区域(0.593 5,0.404 7), 与国际照明委员会规定的标准色坐标(0.666,0.333)接近, 表明Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+,xNa+荧光粉在白光LED领域具有潜在的应用前景。
橙红色荧光粉 高温固相反应 发光性能 热稳定性 白光LED orange-red phosphor Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+, xNa+ Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+,xNa+ high temperature solid-state reaction luminescent property thermal stability white LED
厦门理工学院光电与通信工程学院，厦门 361024
采用高温固相法制备了一系列Sr3Y2-xTeO9∶xEu3+新型红色荧光粉，研究了Sr3Y2-xTeO9∶xEu3+的物相结构、发光性能、衰减寿命以及热稳定性。研究结果表明新型红色荧光粉Sr3Y2-xTeO9∶xEu3+能在近紫外光或蓝光激发下发出强烈的红光，并确定了Sr3Y2-xTeO9∶xEu3+的浓度猝灭机制是电偶极-电偶极之间相互作用。其色坐标结果表明，随着掺杂浓度的增加该荧光粉的色坐标均在红色区域。温度相关荧光发射光谱揭示了该荧光粉具有良好的热稳定性。荧光衰减曲线显示在Sr3Y2-xTeO9∶xEu3+荧光粉中当x=0.34时为最佳掺杂浓度，其平均荧光寿命为0.619 ms。综合以上研究结果表明新型红色荧光粉Sr3Y2-xTeO9∶xEu3+在荧光转换近紫外激发白光二极管中具有良好的应用前景。
白光LED 碲酸盐 红色荧光粉 高温固相法 光致发光 光学性质 white LED Eu3+ Eu3+ tellurate Sr3Y2-xTeO9 Sr3Y2-xTeO9 red phosphor high temperature solid-state method photoluminescence optical property
