稀土离子掺杂氮化硼纳米磷光体的可调色发射及其在柔性发光应用中的突破

本工作成功合成了稀土离子（Ce3+、Eu3+、Tb3+）掺杂的六方氮化硼（h-BN）纳米磷光体，通过调控掺杂比例实现了从蓝到绿、红的宽谱发射，并在特定比例下获得白光发射。其荧光寿命较未掺杂样品提升70,000倍，结合实验与理论计算揭示了稀土离子的掺杂态与发光机制。所制备的柔性PDMS荧光薄膜在紫外光下呈现多色发光，且具备优异拉伸性，为光学显示、紫外探测、信息加密等领域提供了创新材料解决方案。

　　

亮点

通过稀土离子（Ce³⁺/Eu³⁺/Tb³⁺）共掺杂实现六方氮化硼（h-BN）纳米磷光体的颜色可调发射，在原子比例 [Ce³⁺]/[Eu³⁺]/[Tb³⁺] = 1/0.2/0.2 时获得近白光发射。荧光寿命达到毫秒级，较未掺杂h-BN提升70,000倍。结合光致发光（PL）激发谱与第一性原理计算，阐明稀土离子的掺杂状态与发光跃迁机制。

稀土掺杂h-BN纳米磷光体的合成

采用化学混合加成与高温热解两步法合成Ce_xEu_yTb_z掺杂h-BN磷光体。以H₃BO₃与C₃H₆N₆按7:1摩尔比反应生成2摩尔h-BN，按化学计量比加入稀土硝酸盐溶液，经120℃蒸发干燥后，于氮气氛中进行高温热处理。

结论

成功通过高温热解合成稀土离子掺杂h-BN纳米磷光体，通过调控Ce³⁺/Eu³⁺/Tb³⁺比例实现深蓝至红色的发射调变，并初步探讨共掺杂体系中的离子间能量转移机制。荧光衰减分析表明Eu³⁺与Tb³⁺的4f-4f电子跃迁是其长寿命发光的关键来源。