可调橙红色发光及Judd–Ofelt参数化的Sm3+掺杂NaCaBi2(PO4)3：一种用于先进照明应用的多功能荧光粉

《Journal of Fluorescence》：Tunable Orange-Red Emission and Judd–Ofelt Parameterization of Sm3+-Doped NaCaBi2(PO4)3: A Multifunctional Phosphor for Advanced Lighting Applications

NaCaBi?(PO?)?:Sm3?磷体通过固态法合成，证实其相纯度、形貌及元素组成。研究表明Sm3?掺杂浓度0.08 mol时发光强度最佳，浓度过高因Sm3?间偶极-偶极相互作用导致淬灭，热稳定性测试显示其温度敏感性随温度升高而增强，CIE坐标(0.590,0.408)和低CCT(1647K)表明其具有高效橙红色发光特性，内量子效率33.32%，Judd-Ofelt参数证实晶格低对称性和高共价性促进辐射跃迁。该材料适用于暖白光固态照明和温度传感。

　　

摘要

通过传统的固态方法合成了一系列掺杂Sm³⁺的NaCaBi₂(PO₄)₃（NCBP: xSm³⁺，x = 0.02–0.14 mol）荧光粉。通过PXRD数据、FESEM图像和EDAX分析分别确认了其相纯度、形态和元素组成。进行了Rietveld精修分析，并使用VESTA软件对晶体结构进行了建模。光能带隙值是通过DRS测量得到的。在403 nm激发下的光致发光研究表明，Sm³⁺在563、600、647和707 nm处有特征发射（⁴G_5/2 → ⁶H_J）。发射强度随着Sm³⁺浓度的增加而增强，直到x = 0.08 mol；超过这个浓度后，由于Sm³⁺离子之间的主要通过偶极-偶极相互作用进行的非辐射能量转移，发射强度开始减弱。对600 nm发射的寿命测量显示，随着Sm³⁺掺杂量的增加，衰减寿命系统性地缩短，这支持了观察到的淬灭机制。优化后的组成（x = 0.08 mol）表现出良好的热稳定性。在403 nm激发下测量NCBP:0.08Sm³⁺荧光粉的温度依赖性发光寿命，发现在30°C时相对灵敏度为0.21% °C^?1，在210°C时增加到0.35% °C^?1。CIE坐标（0.590, 0.408）和低CCT（1647 K）证实了制备样品具有高效的橙红色发射。该荧光粉的内部量子效率测量值为33.32%。计算的Judd-Ofelt强度参数表明晶格内的局部对称性较低，共价性较高，从而实现了高效的辐射跃迁。这些结果凸显了NCBP:Sm³⁺作为多功能荧光粉在暖白固态照明和温度传感应用中的潜力。