引入Y3+缓冲离子增强高对称性Er,Y:CaF2荧光粉中2H11/2/4S3/2→4I15/2跃迁的发光性能研究

本文通过化学沉淀法制备Er,Y:CaF2荧光粉，系统研究非活性Y3+缓冲离子对Er3+上转换发光（UC）的调控作用。研究发现Y3+可有效抑制Er3+团簇导致的交叉弛豫（CR）过程，显著增强2H11/2/4S3/2→4I15/2跃迁的绿光发射，为高浓度掺杂荧光材料设计提供新思路。

　　

Highlight

通过引入非活性Y³⁺离子作为缓冲剂，显著增强高对称性Er,Y:CaF₂荧光粉中²H_11/2/⁴S_3/2→⁴I_15/2跃迁的发光性能。

Experimental

采用化学沉淀法制备Er,Y:CaF₂颗粒，以Ca(NO₃)₂·4H₂O、Er(NO₃)₃·5H₂O和Y(NO₃)₃·5H₂O为原料，按化学式Ca_1-x-yEr_xY_yF_2+x+y配比。固定Er³⁺掺杂浓度为2%，调节Y³⁺浓度（0-10%），600℃煅烧2小时获得立方萤石结构荧光粉。

Results and discussion

扫描电镜显示煅烧后颗粒呈规则多面体形貌（300-500 nm）。傅里叶变换红外光谱证实600℃煅烧可完全去除残留硝酸盐。在980 nm激发下，荧光粉呈现绿光（²H_11/2/⁴S_3/2→⁴I_15/2）和红光（⁴F_9/2→⁴I_15/2）发射，证实存在三光子UC机制。Y³⁺的引入通过增大Er³⁺离子间距，有效抑制了浓度淬灭效应。

Conclusion

本研究成功通过Y³⁺缓冲离子调控Er:CaF₂荧光粉的局域晶体场环境，突破高浓度Er³⁺掺杂导致的绿光发射抑制瓶颈，为开发高效上转换发光材料提供重要参考。