Cs2NaLuCl6: Sb3+/Tb3+/Sm3+三掺杂荧光粉的竞争能量传递工程实现高色质可调白光

本文报道了一种新型无铅双钙钛矿（LFDPs）荧光粉Cs2NaLuCl6: Sb3+/Tb3+/Sm3+，通过竞争能量传递策略（Sb3+→Tb3+/Sm3+和Tb3+→Sm3+）实现光谱精准调控，突破单基质白光LED（WLED）效率与色质的权衡难题。该材料在473K高温下仅衰减8.8%，PLQY达38.29%，器件显色指数（CRI）94.7，色坐标（0.344,0.338）接近理想白光，为固态照明提供新范式。

　　

Highlight

本研究在Cs₂NaLuCl₆基质中创新性构建Sb³⁺/Tb³⁺/Sm³⁺三掺杂体系，通过动态竞争能量传递路径（①Sb³⁺→Tb³⁺、②Sb³⁺→Sm³⁺、③Tb³⁺→Sm³⁺）实现光谱"调色板"效应。相较于传统固定能量传递模式，该设计赋予材料"智能响应"特性——通过调节掺杂比例（如0.5%Sb³⁺/60%Tb³⁺/25%Sm³⁺）即可精确控制CIE坐标在白光区的"游走轨迹"。

Structural and elemental analysis

Cs₂NaLuCl₆晶体呈现立方相双钙钛矿结构（空间群Fm-3m），[NaCl₆]^5-和[LuCl₆]^3-八面体构成三维骨架，Cs⁺填充间隙位点。这种"积木式"刚性结构为稀土离子提供了完美的发光巢穴，XRD精修证实掺杂后晶格参数仅微调0.3%，就像在钻石晶格中嵌入彩色宝石而不破坏其璀璨本质。

Conclusions

该工作不仅创造了CRI 94.7的"学霸级"白光荧光粉，更提出了"能量传递交响乐"设计理念——通过Sb³⁺（指挥家）、Tb³⁺（小提琴手）和Sm³⁺（大提琴手）的协同演奏，实现了从紫外激发到暖白发射的完美变奏曲，为无铅钙钛矿在健康照明领域的应用谱写了新乐章。