在CaF2:Tb3+中，Ce3+离子掺杂是否比CeF3:Tb3+具有更强的发光性能？

《Dalton Transactions》：Does Ce3+ ion doping in CaF2:Tb3+ exhibit more luminescence than CeF3:Tb3+?

Tb3?掺杂在CaF?:Ce3?中发光强度优于CeF?，因CaF?带隙更大且抑制了声子能量传递。实验显示过掺杂Ce3?（15–23 at%）导致CaF?与CeF?相分离，XRD和TEM证实相变。时间分辨发光分析表明CaF? hosting的Tb3?发光寿命更长，量子效率达44% vs 28%。

　　

本文揭示了实验证据，解释了为什么在CaF₂:Ce^{3+中掺杂Tb3+比在CeF₃中掺杂Tb3+具有更好的发光强度。文章还讨论了当Ce3+离子在CaF₂:Tb3+（Ce3+含量为15–23原子百分比；Tb3+含量为5原子百分比）纳米晶体中过掺杂时，晶体结构和发光特性的变化。尽管CeF₃和CaF₂作为基质材料都具有较低的声子振动能量，但CaF₂的带隙比CeF₃更大。因此，预期在CaF₂中掺杂的Ln3+的发光效果会更好。这一结论通过时间分辨发光研究得到了验证：在CaF₂:Ce3+体系中，Tb3+的衰减寿命比在CeF₃:Tb3+体系中更长，表明CaF₂是更优的发光基质材料。当Ce3+含量达到15原子百分比及以上时，随着Ce3+离子浓度的增加，Tb3+的发光强度会减弱。在两种基质材料中，Ce3+向Tb3+的能量转移过程都存在。XRD（X射线衍射）和TEM（透射电子显微镜）分析证实，在Ce3+过掺杂的情况下，形成了CeF₃（六方晶体）相。随着Ce3+共掺杂量的增加，CaF₂和CeF₃相的浓度比例会下降。对CaF₂:Ce3+（Ce3+含量为15–23原子百分比；Tb3+含量为5原子百分比）纳米晶体中Tb3+离子的衰减动力学进行了研究，通过仔细分析发现了两种不同基质材料（CaF₂和CeF₃）对衰减参数的影响。在CaF₂基质材料中掺杂的Ce3+-Tb3+体系的发光量子产率（QY）约为44%，而 在CeF₃基质材料中掺杂的Tb3+体系的发光量子产率约为28%。}