通过陷阱态工程实现Ca2Si5N8:Eu2+,RE3+材料在高温下的持续发光特性

《Advanced Optical Materials》：Enabling High-Temperature Persistence Luminescence in Ca2Si5N8:Eu2+,RE3+ via Trap State Engineering

高温持久发光调控与稀土掺杂效应研究。通过向Ca2Si5N8:Eu2+磷光材料中引入Dy3+, Tm3+, Nd3+, Tb3+等第二价稀土元素，系统优化了浅深阱能级分布，实现325℃高温下持续发光。研究揭示了多价稀土共掺杂对陷阱态能级调控的机制，建立了热稳定性增强的缺陷化学策略。

　　

摘要

在高温条件下持续的发光特性可以应用于高温热传感、结构健康监测和防伪领域。然而，要实现长时间的高温持续发光，需要严格控制宿主晶体结构中的陷阱态能量。浅层陷阱（靠近导带）会过于容易地释放载流子，从而在高温下使发光现象减弱；而过深的陷阱可能根本无法释放载流子。本研究通过系统地探究添加第二种三价稀土元素（RE = Dy³⁺、Tm³⁺、Nd³⁺、Tb³⁺）的方法，研究了陷阱态工程在Ca₂Si₅N₈:Eu²⁺（一种红橙色发光荧光体）中的应用，以实现在高温下的持续发光。共掺杂改变了陷阱的深度和能量分布，从而能够调控热激活的载流子释放过程。通过对从室温到325°C范围内的发射光谱、陷阱深度及发光衰减特性的详细分析，证明可以通过调节陷阱态来维持高温下的持续发光，进而提升其高温性能。这些发现为通过有针对性的缺陷化学方法优化荧光体在极端热环境中的性能提供了策略。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。