钇基磷酸盐-钒酸盐固溶体纳米晶的结构调控与Pr3+离子发光性能研究

《Advanced Optical Materials》：Physicochemistry of Nanosized Y1-zPrzP1-xVxO4 Solid-State Solution

本研究针对稀土掺杂纳米荧光材料的结构-性能调控需求，通过共沉淀法合成Y1-zPrzP1-xVxO4系列固溶体，系统探究PO43?/VO43?取代与Pr3+掺杂对晶体结构、形貌及红光发射特性的影响，为可调控发光材料设计提供新思路。

　　

通过共沉淀法成功制备了纳米尺度的Y_1-zPr_zP_1-xV_xO₄固溶体材料（其中x取值0-1，步长0.1；z取0.001/0.005/0.01）。研究人员采用X射线粉末衍射（XRPD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）、高分辨透射电镜（HR-TEM）、扫描电镜（SEM）以及氮气吸附-脱附等技术对纳米晶体进行系统表征，并深入研究了其光致发光光谱特性与动力学行为。

研究重点在于揭示磷酸根（PO₄^3?）被钒酸根（VO₄^3?）取代，以及Pr³⁺离子掺杂对荧光体结构与发光性能的协同调控机制。实验发现：从钇磷酸盐到钇钒酸盐的结构转变会引发晶格参数、晶体形貌及红光区域发光行为的显著变化。特别值得注意的是，Pr³⁺离子的发光强度随钒酸盐含量增加而明显减弱，其衰减时间受基质组成影响显著，特定组分中观察到明显的荧光猝灭现象。该研究为精准调控Pr³⁺离子掺杂材料的发光特性提供了理论依据，在定制化发光材料开发领域具有应用潜力。