新型氟磷酸盐荧光粉LiGd4(PO4)3F4:Ln3+（Ln=Eu/Tb）的结构与光致发光特性研究及其在显示技术的应用

本研究针对显示技术与照明设备对高效多色荧光粉的迫切需求，通过固相反应法成功合成新型氟磷酸盐LiGd4(PO4)3F4基质材料，并系统表征其掺杂Eu3+/Tb3+后的发光性能。研究采用XRD、FT-IR等技术确认其正交晶系结构（空间群Pcnb），在紫外激发下分别呈现橙红（Eu3+）和绿光（Tb3+）发射，为LED器件开发提供了新型候选材料。

　　

在光电技术快速发展的今天，照明与显示领域对高效多色荧光材料的需求日益迫切。传统荧光粉存在热稳定性不足、色纯度欠佳等问题，而兼具磷酸盐稳定性和氟化物宽带隙特性的氟磷酸盐材料，正成为稀土掺杂荧光粉的理想基质。然而，现有氟磷酸盐体系仍存在晶体结构单一、发光效率受限等瓶颈，亟需开发新型化学组成的荧光材料。

突尼斯斯法克斯大学（University of Sfax）的研究团队通过LiF-GdF₃-GdPO₄三元体系相图研究，意外发现新型化合物LiGd₄(PO₄)₃F₄。该成果发表于《Inorganic and Nuclear Chemistry Letters》，研究采用多尺度表征技术揭示了材料的晶体结构-发光性能关系，为设计高性能荧光粉提供了新思路。

关键技术包括：固相反应合成（以Gd₂O₃和NH₄H₂PO₄为前驱体）、X射线衍射（XRD）精修（采用FULLPROF软件）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析、差热/热重（DTA/TG）联用测试，以及光致发光光谱（PL）表征。

【X射线衍射研究】

通过Rietveld精修确定材料为正交晶系（空间群Pcnb），晶胞参数a=20.9576(5) ?，b=7.0094(1) ?，c=6.192(1) ?。XRD图谱显示掺杂Eu³⁺/Tb³⁺后仍保持纯相结构，证明稀土离子成功进入基质晶格。

【光谱特性分析】

IR光谱证实[PO₄]^3-四面体的特征振动峰（1040-1080 cm^-1），而PL测试显示：5D₀→7F₂跃迁（Eu³⁺）产生614 nm橙红光，5D₄→7F₅跃迁（Tb³⁺）发射543 nm绿光，最佳掺杂浓度均为15 mol%。

研究结论表明，LiGd₄(PO₄)₃F₄兼具氟化物的宽带隙优势与磷酸盐的结构稳定性，其Eu³⁺/Tb³⁺掺杂体系分别满足NTSC红绿基色标准。该工作不仅拓展了氟磷酸盐荧光粉体系，更为解决显示器件中色域窄、光效低等关键技术难题提供了新材料选择。