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由于可变的组成和结构,Eu2+掺杂的磷钙矿β-Ca3(PO4)2(TCP)型荧光粉通过改变化学组成可调控发光光谱。然而,在多阳离子格位中Eu2+的优先占据仍然存在争议。基于Eu2+在不同格位上发光性质的不同,本论文分别以Ca10.5-0.5xMx(PO4)7:Eu2+(M=Li,Na,K,0≤x≤1),Ca7Sr3.5-0.5xMx(PO4)7:Eu2+(M=Na,K,0≤x≤1)和Ca9AlNax(PO4)7-x(SiO4)x:Eu2+(0≤x≤1)为研究对象,开展磷钙矿荧光粉中结构的修复调控Eu2+发光性质的研究。1.通过高温固相法合成β-Ca10.5-0.5xMx(PO4)7:0.6%Eu2+(M=Li,Na,K,TCPLi/Na/Kx-Eu;0≤x≤1)。在这一体系中,应用实验与理论计算相结合的方式,通过Ca10.5-0.5xKx(PO4)7(0≤x≤1)结构的演变,证实Eu2+的格位优先占据情况及可变的发光性质。光谱的分析与理论的计算证实Eu2+优先占据空的M(4)格位,产生较窄的420 nm的发射带。然而,随着K浓度的连续增加,使得激活剂离子重新分布,从M(4)格位迁入M(3)格位,导致光谱剧烈的移动。此外,提出了Ca10.5-0.5xKx(PO4)7:Eu2+发光增强的空位缺陷修复效应,K的引入修复了Ca(4)格位上一半的空位且有利于将Eu3+还原为Eu2+。为了进一步证实空位修复及激活剂离子再分布效应,Na+和Li+掺杂的体系也被研究。除此之外,结合报道过的Sr2+和Gd2+掺杂的体系,磷钙矿型荧光粉中Eu2+的优先占据及光谱的变化机理被证实。2.通过高温固相法合成一系列Ca7Sr3.5-0.5xMx(PO4)7:Eu2+(M=Na,K,CSPN/CSPK;0≤x≤1)荧光粉。阳离子取代是调控荧光粉发光性质的一种常用方法。在这一体系中,通过碱金属离子的取代修复M(4)格位上的空位缺陷。通过拉曼光谱、XRD精修和HR-TEM证实了引入Na+的结构修复效应,然而由于尺寸的不匹配,K+引入Ca2Sr(PO4)2(CSP)基质中无法达到与Na+相似的效果。Na+浓度的连续增加使CSPN的结构逐渐收缩。作为多阳离子格位的基质,激活剂离子Eu2+从M(4)格位迁移到M(2,3)和M(1)格位,进而调控发光性质。结果,光谱逐渐红移,并产生了一种新型黄色荧光粉Ca7Sr3Na(PO4)7:Eu2+。在365 nm激发下,CSPN荧光粉的发射带范围从400-750 nm,发光中心在530 nm左右。这项工作中的结构修复不仅使Eu2+在不同的阳离子格位上迁移,产生可用于白色LED的新型黄色荧光粉,而且可作为调控荧光粉性质的一种新的方法。3.通过高温固相法合成一系列Ca9AlNax(PO4)7-x(SiO4)x:Eu2+(CANPS;0≤x≤1)荧光粉。通过[Si4++Na+]→P5+的取代方式得到新的基质。随着x的增加,发射光谱从430 nm移动到480 nm,通过光谱拟合及计算Eu2+在不同格位上的能量,得出Eu2+优先占据M(4)格位,之后逐渐迁移到其它格位上。当x=1.0时,用Sr2+和Mg2+取代Ca2+,光谱均发生了移动,达到了光谱调控的目的。这三个体系均采用了空位缺陷修复的方法,在基质中引入碱金属离子,使M(4)格位的空位缺陷得以修复,调控Eu2+的发光性质。这一方法为Eu2+掺杂磷钙矿型荧光粉的光谱调控提供了一个新的思路。