与植物光敏色素适配的稀土掺杂深红色发光材料

【作者】 李俊豪； 林利添； 匡猛； 张秋红； 倪海勇； 石建新；

【机构】 广东省科学院稀有金属研究所； 中山大学化学学院；

【摘要】 传统的Eu³⁺激活无机荧光粉常被用于一般照明和显示应用,因为三价铕离子主要以橙光（⁵D₀-⁷F₁）或红光发射（⁵D₀-⁷F₂）为主,对应的波长往往低于630 nm。然而关注较少的是,在占据特殊对称性的格位时,Eu³⁺的⁵D₀-⁷F₄深红光跃迁（波长多位于680-720 nm区域）可比上述常见的橙、红光发射强。本文从经典的石榴石结构中衍生出了一种新型Eu³⁺激活荧光粉体——Ca₂TbSn₂Al₃O₁₂:Eu³⁺。研究发现,Eu³⁺在此基质中的深红色发光强度优异,光谱特性可满足植物细胞内光敏色素(P_FR和P_R)的需求。此外,因基质组成元素中含三价铽,研究中可观测到Tb³⁺对Eu³⁺的荧光敏化现象。经实验优化,我们在Ca₂TbSn₂Al₃O₁₂:0.40Eu³⁺中获得了能量传递效率高达94.4%的深红色发光材料。该材料在425 K时仍能保持室温300K初始荧光强度的80%,具备良好的荧光热稳定性。将该材料涂敷于380 nm LED芯片上,可以获得植物生长用的LED器件。更多还原