Sr6Lu2Al4O15∶Tb3+荧光粉的发光特性

李敏; 孙晓园; 范小暄; 刘椿淼; 娄文静; 田宛鹭; 李昊翔; 骆永石

doi:10.37188/CJL.20230147

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Sr₆Lu₂Al₄O₁₅∶Tb³⁺荧光粉的发光特性

材料合成及性能 | 更新时间：2023-11-27

- Sr₆Lu₂Al₄O₁₅∶Tb³⁺荧光粉的发光特性
  增强出版
- Photoluminescence Properties of Sr₆Lu₂Al₄O₁₅∶Tb³⁺ Phosphor
- 发光学报 2023年44卷第11期页码：1940-1949
- 作者机构：
  
  1.长春师范大学物理学院，吉林长春　130032
  2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室，吉林长春　130033
- 作者简介：
  
  [ "李敏（1999-），女，山东济南人，硕士研究生，2021年于长春师范大学获得学士学位，主要从事稀土发光材料的研究。" ]
  [ "孙晓园（1978-），女，黑龙江克山人，博士，教授，2008年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位，主要从事稀土发光材料及功能微结构的研究。" ]
- 基金信息：
  
  吉林省科技发展计划(YDZJ202101ZYTS176)
- DOI：10.37188/CJL.20230147
  中图分类号： O482.31
- 纸质出版日期：2023-11-05，
  
  收稿日期：2023-06-20，
  
  修回日期：2023-07-07，
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李敏,孙晓园,范小暄等.Sr₆Lu₂Al₄O₁₅∶Tb³⁺荧光粉的发光特性[J].发光学报,2023,44(11):1940-1949.

LI Min,SUN Xiaoyuan,FAN Xiaoxuan,et al.Photoluminescence Properties of Sr₆Lu₂Al₄O₁₅∶Tb³⁺ Phosphor[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(11):1940-1949.
李敏,孙晓园,范小暄等.Sr₆Lu₂Al₄O₁₅∶Tb³⁺荧光粉的发光特性[J].发光学报,2023,44(11):1940-1949. DOI： 10.37188/CJL.20230147.

LI Min,SUN Xiaoyuan,FAN Xiaoxuan,et al.Photoluminescence Properties of Sr₆Lu₂Al₄O₁₅∶Tb³⁺ Phosphor[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(11):1940-1949. DOI： 10.37188/CJL.20230147.

摘要

采用高温固相法制备了颜色可调的Sr

2-2

∶

荧光粉，并研究了其晶体结构、发光特性和浓度猝灭机理。研究了Tb

浓度对样品发光性质的影响。在紫外光激发下，当

=0.01时，Tb

的

⁃

跃迁强度最强，峰值位于381 nm；当

=0.15时，Tb

的

⁃

跃迁强度最强，峰值位于545 nm。随着Tb

掺杂浓度的升高，样品的发光颜色从蓝光变为黄绿光。分析了Sr

2-2

∶

荧光粉的浓度猝灭机理。测量了荧光粉的荧光寿命、热稳定性、量子效率。结果表明，Sr

2-2

∶

是一种新型的发光颜色可调的荧光粉。

Abstract

The phosphors Sr

2-2

∶

were synthesized through the solid-state reaction technique. The structure， photoluminescence properties and concentration quenching mechanisms were researched. The dependence of photoluminescence intensities on Tb

concentration was studied. Upon excitation with UV excitation， when the doping concentration

=0.01， the strongest peak located around 381 nm， which arise from

transition of Tb

； when the doping concentration

=0.15， the strongest peak located around 545 nm， which arise from

transition of Tb

. The luminescence color changes from blue to yellowish green by adjusting the doping concentration of Tb

. The concentration quenching mechanisms of Sr

2-2

∶

were studied. The lifetime， thermal stability and quantum efficiency were measured. The Sr

2-2

∶

phosphor is a novel color-tunable phosphor.

关键词

荧光粉光致发光颜色可调Tb3+掺杂

Keywords

phosphorsphotoluminescencecolor-tunableTb3+ doped

references

ZHAO H Y， XIA J L， YIN D D， et al. Rare earth incorporated electrode materials for advanced energy storage ［J］. Coord. Chem. Rev.， 2019， 390： 32-49. doi: 10.1016/j.ccr.2019.03.011http://dx.doi.org/10.1016/j.ccr.2019.03.011

CHEN Y， ZHANG D L， PENG Z， et al. Review of research on the rare-earth doped piezoelectric materials ［J］. Front. Mater.， 2021， 8： 679167. doi: 10.3389/fmats.2021.679167http://dx.doi.org/10.3389/fmats.2021.679167

ZHANG H， ZHANG H Q， PAN A Z， et al. Rare earth-free luminescent materials for WLEDs： recent progress and perspectives ［J］. Adv. Mater. Technol.， 2021， 6（1）： 2000648. doi: 10.1002/admt.202000648http://dx.doi.org/10.1002/admt.202000648

ESCUDERO A， BECERRO A I， CARRILLO-CARRIÓN C， et al. Rare earth based nanostructured materials： synthesis， functionalization， properties and bioimaging and biosensing applications ［J］. Nanophotonics， 2017， 6（5）： 881-921. doi: 10.1515/nanoph-2017-0007http://dx.doi.org/10.1515/nanoph-2017-0007

CANG L M， QIAN Z Y， WANG J P， et al. Applications and functions of rare-earth ions in perovskite solar cells ［J］. Chin. Phys. B， 2022， 31 （3）： 038402. doi: 10.1088/1674-1056/ac373ahttp://dx.doi.org/10.1088/1674-1056/ac373a

WANG S Y， SUN Q， LI B， et al. High-efficiency and thermal-stable tunable blue-green-emitting Ca3Lu（AlO）3（Bo3）4∶Ce3+， Tb3+ phosphors for near-UV-excited white LEDs ［J］. Dyes Pigm.， 2018， 157： 314-320. doi: 10.1016/j.dyepig.2018.05.010http://dx.doi.org/10.1016/j.dyepig.2018.05.010

谢会东，谭玉荣，苏彬彬，等. La2-x-yMgTiO6∶xDy3+， yEu3+白色荧光粉的荧光性能及能量传递［J］. 发光学报， 2019， 40 （6）： 713-718. doi: 10.3788/fgxb20194006.0713http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20194006.0713

XIE H D， TAN Y R， SU B B， et al. Luminescent properties and energy transfer of La2-x-yMgTiO6∶xDy3+， yEu3+ white phosphors ［J］. Chin. J. Lumin.， 2019， 40（6）： 713-718. （in Chinese）. doi: 10.3788/fgxb20194006.0713http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20194006.0713

JIA Z W， YUAN C X， LIU Y F， et al. Strategies to approach high performance in Cr3+-doped phosphors for high-power NIR-LED light sources ［J］. Light Sci. Appl.， 2020， 9： 86. doi: 10.1038/s41377-020-0326-8http://dx.doi.org/10.1038/s41377-020-0326-8

王林香，庹娟，叶颖，等. Li+， Zn2+， Mg2+掺杂Lu2O3∶Er3+荧光粉的制备及发光特性［J］. 中国光学， 2019， 12 （1）： 112-121. doi: 10.3788/CO.20191201.0112http://dx.doi.org/10.3788/CO.20191201.0112

WANG L X， TUO J， YE Y， et al. Preparation and luminescence properties of Li+， Zn2+， Mg2+ doped Lu2O3∶Er3+ phosphors ［J］. Chin. Opt.， 2019， 12（1）： 112-121. （in Chinese）. doi: 10.3788/CO.20191201.0112http://dx.doi.org/10.3788/CO.20191201.0112

章伟，何梦婷，乔旭升，等. Mn4+激活的典型LED红色荧光粉研究进展［J］. 发光学报， 2021， 42 （9）： 1345-1364. doi: 10.37188/CJL.20210148http://dx.doi.org/10.37188/CJL.20210148

ZHANG W， HE M T， QIAO X S， et al. Research progress of Mn4+ activated typical LED red phosphors ［J］. Chin. J. Lumin.， 2021， 42 （9）： 1345-1364. （in Chinese）. doi: 10.37188/CJL.20210148http://dx.doi.org/10.37188/CJL.20210148

WU X L， JI X Y， WANG Z L， et al. Improving thermal stability and quantum efficiency through solid solution for Ce3+-activated （Ba1-xSrx）3Y2（BO3）4 phosphors ［J］. J. Alloys Compd.， 2021， 855： 157520. doi: 10.1016/j.jallcom.2020.157520http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157520

QIAO X B， SEO H J. Phase transition， structural and spectroscopic properties of Ba3Y（BO3）3 phosphor ［J］. J. Alloys Compd.， 2015， 637： 504-508. doi: 10.1016/j.jallcom.2015.03.040http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.03.040

张家骅，吕伟，郝振东，等. 利用能量传递实现可调全色单一白光BaMg2Al6Si9O30∶Eu2+， Tb3+， Mn2+荧光粉（特邀）［J］. 中国光学， 2012， 5（3）： 203-208. doi: 10.3969/j.issn.2095-1531.2012.03.003http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.2095-1531.2012.03.003

ZHANG J H， LÜ W， HAO Z D， et al. Color-tunable white-light emitting BaMg2Al6Si9O30∶Eu2+， Tb3+， Mn2+ phosphors via energy transfer （Invited）［J］. Chin. Opt.， 2012， 5（3）： 203-208. （in Chinese）. doi: 10.3969/j.issn.2095-1531.2012.03.003http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.2095-1531.2012.03.003

KHAN W U， ZHOU L， LI X H， et al. Single phase white LED phosphor Ca3YAl3B4O15∶Ce3+， Tb3+， Sm3+ with superior performance： Color-tunable and energy transfer study ［J］. Chem. Eng. J.， 2021， 410： 128455. doi: 10.1016/j.cej.2021.128455http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2021.128455

YANG C， LIU Q S， HUANG D X， et al. Study on the mechanism of improved luminescence in SrB2Si2O8∶Ce3+/Tb3+ phosphor ［J］. J. Lumin.， 2019， 214： 116541. doi: 10.1016/j.jlumin.2019.116541http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2019.116541

ZHANG Y， ZHANG X J， ZHANG H R， et al. Enhanced absorption of Sr3Lu2 （BO3）4∶Ce3+， Tb3+ phosphor with energy transfer for UV-pumped white LEDs ［J］. J. Alloys Compd.， 2019， 789： 215-220. doi: 10.1016/j.jallcom.2019.03.088http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.03.088

尹学爱，吕树臣. Sr0.3Ca0.7MoO4∶Tb3+，Eu3+荧光粉的颜色可调发光和温度传感特性［J］. 发光学报， 2023， 44 （4）： 607-614.

YIN X A， LYU S C. Color-tunable luminescence and temperature sensing behavior of Sr0.3Ca0.7MoO4∶Tb3+，Eu3+ phosphor ［J］. Chin. J. Lumin.， 2023， 44（4）： 607-614. （in Chinese）

冷稚华，谭哲，刘书宏. 发光颜色可调的Ba3YB9O18∶Tb3+， Eu3+荧光粉及能量传递［J］. 发光学报， 2021， 42 （1）： 83-90.

LENG Z H， TAN Z， LIU S H. Tunable photoluminescence properties and energy transfer of Ba3YB9O18∶Tb3+，Eu3+ phosphors ［J］. Chin. J. Lumin.， 2021， 42（1）： 83-90. （in Chinese）

HU X F， YAN S R， MA L， et al. Preparation of LaPO4∶Ce， Tb phosphor with different morphologies and their fluorescence properties ［J］. Powder Technol.， 2009， 192（1）： 27-32. doi: 10.1016/j.powtec.2008.11.006http://dx.doi.org/10.1016/j.powtec.2008.11.006

XIA T， CAO W H， LUO X X， et al. Combustion synthesis and spectra characteristic of Gd2O2S∶Tb3+ and La2O2S∶Eu3+ X-ray phosphors ［J］. J. Mater. Res.， 2005， 20（9）： 2274-2278. doi: 10.1557/jmr.2005.0301http://dx.doi.org/10.1557/jmr.2005.0301

PARK B K， LEE S S， KANG J K， et al. Single-step solid-state synthesis of CeMgAl11O19∶Tb phosphor ［J］. Bull. Korean Chem. Soc.， 2007， 28（9）： 1467-1471.

YIN L J， XIE W J， WANG M， et al. Insight into the evolution mechanism of carbon film and Eu valence in carbon coated BaMgAl10O17∶Eu2+ phosphor annealed in air ［J］. Ceram. Int.， 2018， 44（8）： 8898-8903. doi: 10.1016/j.ceramint.2018.02.080http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.02.080

ZHANG J C， ZHOU M J， LIU B T， et al. The ultraviolet irradiation degradation of fluorescent lamp used BaMgAl10O17∶Eu2+， Mn2+ phosphor ［J］. J. Lumin.， 2012， 132（8）： 1949-1952. doi: 10.1016/j.jlumin.2012.03.033http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2012.03.033

WANG L， SETO T， WANG Y H. A new efficient deep-red-emission phosphor Al2O3∶Cr3+/Y3Al5O12∶Ce3+ for plant growth ［J］. Dalton Trans.， 2021， 50（10）： 3542-3549. doi: 10.1039/d0dt04244ghttp://dx.doi.org/10.1039/d0dt04244g

WANG C H， GUO D F， LI Z F， et al. Crystal structure of Sr6Y2Al4O15：XRD refinements and first-principle calculations ［J］. J. Solid State Chem.， 2012， 192： 195-200. doi: 10.1016/j.jssc.2012.04.018http://dx.doi.org/10.1016/j.jssc.2012.04.018

YANG J K， DING J W， XIAO S G， et al. Luminescence properties of Yb3+/Ho3+ co-doped Sr3YAl2O7.5 and Sr3LuAl2O7.5 powders ［J］. J. Alloys Compd.， 2013， 577： 86-89. doi: 10.1016/j.jallcom.2013.04.188http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.04.188

TAO Z X， ZHANG W Q， QIN L， et al. A yellow-emitting nanophosphor of Ce3+-activated aluminate Sr3LuAl2O7.5 ［J］. J. Alloys Compd.， 2014， 588： 540-545. doi: 10.1016/j.jallcom.2013.11.128http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.11.128

WANG Y C， DING J Y， LI Y Y， et al. A novel single-phase warm white emission phosphor Sr3YAl2O7.5∶Bi3+， Eu3+ with energy transfer for UV white LEDs ［J］. RSC Adv.， 2016， 6（48）： 42618-42626. doi: 10.1039/c6ra05445ehttp://dx.doi.org/10.1039/c6ra05445e

DALAL H， SEHRAWAT P， SHEORAN M， et al. Optical， crystallographic and Judd-Ofelt analysis of europium doped Sr6Y2Al4O15 nanocrystals for NUV-WLED fabrication ［J］. J. Mater. Sci. Mater. Electron.， 2022， 33（2）： 767-781. doi: 10.1007/s10854-021-07347-7http://dx.doi.org/10.1007/s10854-021-07347-7

HAYNES W M. CRC Handbook of Chemistry and Physics ［M］. 95th ed. Boca Raton： CRC Press， 2014： 120. doi: 10.1201/b17118http://dx.doi.org/10.1201/b17118

曹铷，田莲花. Tb3+和Ce3+在Sr7Zr （PO4）6基质中能量传递及发光特性研究［J］. 发光学报， 2017， 38（4）： 450-456.

CAO R， TIAN L H. Luminescence properties and energy transfer between Ce3+ and Tb3+ in Sr7Zr（PO4）6 ［J］. Chin. J. Lumin.， 2017， 38 （4）： 450-456. （in Chinese）

朱宪忠，储成林. Tb3+在Lu3Ga5O12中的光致发光性质及浓度猝灭机制［J］. 硅酸盐学报， 2015， 43（7）： 963-968. doi: 10.14062/j.issn.0454-5648.2015.07.18http://dx.doi.org/10.14062/j.issn.0454-5648.2015.07.18

ZHU X Z， CHU C L. Photoluminescent properties and mechanism of concentration quenching of Tb3+ in Lu3Ga5O12 ［J］. J. Chin. Ceram. Soc.， 2015， 43 （7）： 963-968. （in Chinese）. doi: 10.14062/j.issn.0454-5648.2015.07.18http://dx.doi.org/10.14062/j.issn.0454-5648.2015.07.18

叶博，李贵花，王荣荣，等. Na3Sc2 （BO3）3∶Tb3+反热猝灭荧光粉制备及其发光性能［J］. 发光学报， 2023， 44 （4）： 598-606. doi: 10.37188/cjl.20220342http://dx.doi.org/10.37188/cjl.20220342

YE B， LI G H， WANG R R， et al. Preparation and luminescence properties for Na3Sc2 （BO3）3∶Tb3+ phosphors with anti-thermal-quenching phenomenon ［J］. Chin. J. Limin.， 2023， 44（4）： 598-606. （in Chinese）. doi: 10.37188/cjl.20220342http://dx.doi.org/10.37188/cjl.20220342

ZHANG Z Y， ZHANG Y H， LI X L， et al. VUV⁃UV luminescence of magnetoplumbite：（Sr0.96-xBa0.04）Al12-yMgyO19∶Tbx ［J］. J. Lumin.， 2008， 128（3）： 476-480. doi: 10.1016/j.jlumin.2007.09.021http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2007.09.021

HUANG X Y， LIANG J， RTIMI S， et al. Ultra-high color rendering warm-white light-emitting diodes based on an efficient green-emitting garnet phosphor for solid-state lighting ［J］. Chem. Eng. J.， 2021， 405： 126950. doi: 10.1016/j.cej.2020.126950http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2020.126950

WANG S Y， DEVAKUMAR B， SUN Q， et al. Highly efficient near-UV-excitable Ca2YHf2Al3O12∶Ce3+， Tb3+ green-emitting garnet phosphors with potential application in high color rendering warm-white LEDs ［J］. J. Mater. Chem. C， 2020， 8（13）： 4408-4420. doi: 10.1039/d0tc00130ahttp://dx.doi.org/10.1039/d0tc00130a

LI L， TANG X H， WU Z J， et al. Simultaneously tuning emission color and realizing optical thermometry via efficient Tb3+→Eu3+ energy transfer in whitlockite-type phosphate multifunctional phosphors ［J］. J. Alloys Compd.， 2019， 780： 266-275. doi: 10.1016/j.jallcom.2018.11.378http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.11.378

LI B， HUANG X Y， GUO H， et al. Energy transfer and tunable photoluminescence of LaBWO6∶Tb3+， Eu3+ phosphors for near-UV white LEDs ［J］. Dyes Pigm.， 2018， 150： 67-72. doi: 10.1016/j.dyepig.2017.11.003http://dx.doi.org/10.1016/j.dyepig.2017.11.003

ANNADURAI G， JAYACHANDIRAN M， KENNEDY S M M， et al. Synthesis and photoluminescence properties of Ba2CaZn2Si6O17∶Tb3+ green phosphor ［J］. Mater. Sci. Eng. B， 2016， 208： 47-52. doi: 10.1016/j.mseb.2016.02.008http://dx.doi.org/10.1016/j.mseb.2016.02.008

YAHIAOUI Z， HASSAIRI M A， DAMMAK M， et al. Tunable luminescence and energy transfer properties in YPO4∶Tb3+， Eu3+/Tb3+ phosphors ［J］. J. Lumin.， 2018， 194： 96-101. doi: 10.1016/j.jlumin.2017.10.001http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2017.10.001

张思远. 稀土离子的光谱学［M］. 北京：科学出版社， 2008： 140.

ZHANG S Y. Spectorscopy of Rare Earth Ions ［M］. Beijing： Science Press， 2008： 140. （in Chinese）

欧奕意，王笑军，梁宏斌. K3La（PO4）2基质中Tb3+的发光和能量传递［J］. 发光学报， 2022， 43（9）： 1350-1360.

OU Y Y， WANG X J， LIANG H B. Luminescence and energy transfer of Tb3+ in K3La（PO4）2 ［J］. Chin. J. Lumin.， 2022， 43（9）： 1350-1360. （in Chinese）

BLASSE G. Energy transfer in oxidic phosphors ［J］. Phys. Lett. A， 1968， 28（6）： 444-445. doi: 10.1016/0375-9601(68)90486-6http://dx.doi.org/10.1016/0375-9601(68)90486-6

DEXTER D L. A theory of sensitized luminescence in solids ［J］. J. Chem. Phys.， 1953， 21（5）： 836-850. doi: 10.1063/1.1699044http://dx.doi.org/10.1063/1.1699044

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