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最近,一种新型的磷酸盐基质材料,Na超离子导体(NASICON)型化合物,通式为Na3Zr2Si2PO12,由于其灵活的框架结构和可调变的化学成分成为白光LED领域的研究热点[1]。本文以经典Eu2+离子为发光中心,新型NASICON型化合物AM4(PO4)6(A=Ca,Sr,Ba,M=Zr,Hf)以及具有相同化学通式但具有β-Fe2(SO4)3结构的AHf4(PO4)6(A=Mg,Zn)为基质,通过变换/调控基质材料阳离子的种类与比例,系统的研究了AM4(PO4)6:Eu2+(A=Ca,Sr,Ba,Mg,Zn,M=Zr,Hf)蓝-绿荧光粉的晶体结构与发光性质。主要成果如下:(1)高温固相法制备了不同Ca/Sr比例的Ca1-xSrxZr4(PO4)6:0.03Eu2+(0≤x≤1)蓝-绿荧光粉样品。XRD衍射和Rietveld精修结果表明样品是整个x范围内的连续固溶体,晶格常数(a,b,c,V)和Ca/Sr-O键键长随Sr2+含量x呈单调变化。随x值的增加,在晶体场效应和Eu2+占位的共同作用下,发射光谱蓝移(492 nm→463 nm),带宽缩窄(87 nm→68 nm),在紫外光(365 nm)的激发下,发光从蓝-绿色逐渐变化为蓝色。由于受Eu2+占位的影响,样品的荧光寿命和温度特性均随x值呈现非线性关系,并且在x=0.2时达到最大。此外,该系列荧光粉样品的热猝灭严重,需做进一步优化才能应用。(2)高温固相法制备了AHf4(PO4)6:Eu2+(A=Ca,Ca0.5Sr0.5,Sr,Sr0.5Ba0.5,Ba)蓝-紫荧光粉样品。当A位阳离子从Ca→Sr→Ba变化时,XRD衍射和Rietveld精修结果表明样品一直保持单相结构,晶格常数(a,b,c,V)和A-O键键长单调变化,证明形成连续固溶体。在330 nm激发下,样品发光强烈,当A位阳离子从Ca→Sr→Ba时,发射光谱逐渐蓝移(A=Ca,452 nm;A=Sr,436 nm;A=Ba,421 nm),带宽线性缩窄,发光从蓝色逐渐转变为蓝紫色。另外,此系列样品的温度特性良好,尤其在A=Ba时,150℃下发光强度可以维持常温的88%。以上结果表明此系列荧光粉具有良好的应用前景。(3)制备了新型的AHf4(PO4)6:x Eu2+(A=Mg,Zn)蓝光荧光粉样品。XRD衍射和Rietveld精修结果表明合成的样品具有β-Fe2(SO4)3结构,空间群为P21/n,最佳合成温度为1200℃。基质材料AHf4(PO4)6(A=Mg,Zn)的禁带宽度分别为4.57和4.40e V。偶极-偶极相互作用在AHf4(PO4)6(A=Mg,Zn)基质中Eu2+能量转移过程中起主导作用,且猝灭浓度较高(CEu2+=10 mol%)。两种荧光粉材料均具有良好的热稳定性,在150℃时能维持室温发光强度的69%。因此,该系列荧光粉有望为紫外基白光LED提供蓝色光源。