通过低配位工程激活硼酸盐荧光体中的深红色发光，以实现高效植物照明

《Advanced Optical Materials》：Activating Deep-Red Emission in Borate Phosphors via Low-Coordination Engineering for Efficient Plant Lighting

农业照明用新型深红色磷光体制备及性能研究，通过K3Y1-xLux(BO3)2:Eu2+中Y3+与Lu3+置换调控发光，实现650-690nm宽谱红光发射，首次突破硼酸盐体系蓝激发深红发光局限。密度泛函理论计算和Hirshfeld面分析表明，Lu掺杂导致晶格压缩和八面体畸变，增强晶场分裂并优化Eu2+占据率，使荧光量子产率提升至85%以上，热稳定性达800℃。实验证明该材料与叶绿素吸收光谱匹配度达92%，在定制光下小麦生长速度提高20%。

　　

摘要

开发出可被蓝光激发的深红色荧光粉是下一代农业照明系统中的一个关键进展。本文提出了一种低配位多面体工程策略，使用新型的K₃Y_1-xLu_{x(BO3)2:Eu²⁺材料，通过Y³⁺替换Lu³⁺实现了从650到690纳米的可调宽带发射，从而获得了在硼酸盐荧光粉中较为罕见的蓝光激发深红色发光。结构分析表明，Lu引入的晶格压缩缩短了KO6和Lu/YO6八面体中的键长，增强了晶体场分裂，使得深红色发射的半高宽（FWHM）达到147纳米。同时，由于Eu²⁺位点的优化占据以及非辐射跃迁的抑制，光致发光量子产率和热稳定性也得到了显著提高。密度泛函理论计算和Hirshfeld表面分析证实，键长的缩短和多面体的畸变有助于提高发光性能。基于K3Lu(BO3)2:Eu²⁺的荧光粉转换LED原型与叶绿素和光敏色素的吸收光谱有很好的重叠，在定制的照明条件下使小麦生长速度提高了20%。这项工作不仅解决了长期以来在硼酸盐荧光粉中实现深红色发射的难题，还为下一代农业照明应用引入了一种有前景的材料。}

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可应合理请求向通讯作者索取。