Eu³⁺掺杂诱导的相变现象及其对猝灭浓度的影响

【作者】 杨楠； 李俊豪； 张子旺； 温大尉； 梁琼云； 周建邦； 颜靖； 石建新；

【机构】 中山大学化学学院生物无机与合成化学教育部重点实验室； 五邑大学应用物理与材料学院； 广东省半导体工业技术研究院；

【摘要】 在大多数情况下,由激活离子浓度诱导的相变应尽可能避免发生,因为它通常不利于无机荧光材料荧光性能的提高。然而在我们所研究的一系列Eu³⁺掺杂的LaSc₃（BO₃）₄荧光粉中,Eu³⁺所诱导的相变过程有利于将荧光粉的荧光猝灭浓度往更高的方向推移。随着Eu³⁺掺杂浓度的提高（小于0.8）,LaSc₃（BO₃）₄荧光粉会实现由α相向β相的转变。在这个过程中,荧光寿命增加,Eu³⁺离子的无辐射跃迁减少,从而补偿了Eu³⁺离子的发光并将荧光猝灭点推移到一个更高的浓度。伴随着这种相变,Eu³⁺离子的晶格微环境也发生了改变。通过Judd-Ofelt理论计算,Ω₂参数表现出与荧光强度变化正好相反的趋势,在Eu³⁺掺杂浓度为0.8时表现出最佳的对称性。通过比较α与β两相被Eu³⁺取代的La³⁺与推算的对称中心之间的距离差异,我们也发现Eu³⁺掺杂浓度更高时对应的β相有着更好的对称性。此外,LaSc₃（BO₃）₄:0.8Eu³⁺荧光粉有着高达89%的量子效率,在400K的工作温度下可以保持室温下荧光强度的88%。因此这种激活离子诱导的相变很可能为荧光粉发光性能的提高提供一种新的思路。更多还原