引言
长余辉荧光体（LPPs）在停止外部激发后能够持续发出可见光。这种独特的发光行为源于载流子被捕获、存储并在晶格陷阱中受热刺激释放，这使得 LPPs 具有自持续发光、低能耗、长使用寿命和良好的环境适应性[1], [2], [3], [4]。近年来，LPPs 受到广泛关注，并被广泛应用于应急照明、安全标志、防伪、生物成像、信息存储和光电器件[5], [6], [7], [8], [9], [10], [11]。随着绿色能源和低碳照明技术的发展，能够直接利用阳光进行光电充电的阳光激活 LPPs 逐渐成为研究焦点。与传统依赖紫外线充电的 LPPs 相比，阳光激活系统可以充分利用太阳能作为清洁和可持续的能源来源，无需额外的紫外线光源，因此在户外安全标志、交通指示和应急照明等方面具有更大的应用潜力。
然而，大多数已报道的蓝色发光 LPPs 主要依赖于紫外线激发，这大大限制了它们在阳光条件下的实际应用。典型的例子包括 CaAl?O?:Eu2?, Dy3? (λ_ex = 335 nm), SrAl?O?:Eu2?, Dy3? (λ_ex = 280 nm), Sr?MgSi?O?:Eu2? (λ_ex = 169 nm) 和 Ba?SiO?Cl?:Eu2? (λ_ex = 350 nm) [12], [13], [14], [15]。因此，能够有效利用阳光激发并具有长余辉时间的蓝色发光 LPPs 相对有限。因此，开发具有易于合成、优异化学稳定性、高效 sunlight charging 能力和超长蓝色余辉时间的新 LPPs 是一个重要的挑战和重要的研究目标。
Eu2? 离子因其允许的 4f??d1→4f? 电子跃迁、高发光效率以及由晶格场调制引起的发光可调性而被广泛用作 LPPs 的发光中心[16], [17], [18]。与此同时，LPPs 的长余辉性能不仅取决于发光中心的内在性质，还取决于陷阱的浓度、深度和能级分布。因此，异价稀土离子共掺杂已成为一种有效的缺陷工程和陷阱工程策略，以优化 LPPs 的陷阱结构并提高其长余辉性能[19], [20], [21]。Er3? 是一种典型的三价稀土离子，由于其稳定的电子构型和与各种氧化物晶格的优异兼容性，已被广泛用作 LPPs 的异价共掺杂剂。Gou 等人通过 Er3? 共掺杂策略制备了 Ba?BO?Cl?:Eu2?, Er3? LPP，该荧光体表现出持续约 1.3 小时的蓝色余辉[22]。此外，Er3? 共掺杂已被证明可以有效调节 LPPs 中的陷阱结构。Gao 等人证明，将 Er3? 掺入 Ba?Si?O??:Eu2?, Er3? 系统中可以生成超浅陷阱，促进光生载流子的有效捕获和释放，从而在宽温范围内实现长余辉[23]。Gou 等人通过阳离子替代策略设计了 BaCa??Mg?(SiO?)?:Eu2?, Er3? LPP，并证明 Er3? 的引入可以在晶格中生成更有利的陷阱能级。这些优化的陷阱促进了室温下光生载流子的热刺激释放，从而显著提高了材料的余辉性能[24]。
总之，通过异价稀土离子共掺杂调节缺陷结构和陷阱能级分布是提高 LPPs 能量存储能力和余辉性能的重要策略。然而，陷阱的形成和调节高度依赖于晶格环境。因此，开发具有合适晶体结构和缺陷容纳能力的新晶格材料对于实现高性能 LPPs 至关重要。硅酸盐材料因其优异的化学稳定性、结构可调性和丰富的晶格缺陷类型而被广泛研究作为稀土激活 LPPs 的宿主基质[25], [26], [27], [28], [29], [30], [31]。NaSrScSi?O? 是一种新型的钪硅酸盐宿主，由稳定的 [SiO?] 四面体和 [ScO?] 八面体组成，形成三维框架结构，可以为稀土离子提供稳定的局部配位环境[32]。以往对该材料的研究主要集中在 Bi3? 和 Eu2? 活化剂的光致发光性质上，而对其长余辉行为、陷阱工程和阳光激发能力的研究则较少[32], [33]。
基于上述考虑，在本研究中，通过高温固态反应方法成功合成了蓝色 LPP NaSrScSi?O?:Eu2?, Er3?。系统地研究了 Eu2? 和 Er3? 共掺杂对晶体结构、发光性质、余辉性能、热释光特性和 sunlight charging 行为的影响。结果表明，Eu2? 是主要的发光中心，而 Er3? 通过异价置换生成与缺陷相关的浅陷阱，从而显著提高了材料的载流子存储能力和光电充电效率。这项工作不仅丰富了了对 NaSrScSi?O? 钪硅酸盐基长余辉系统的基本理解，还通过陷阱工程为构建高性能阳光激活蓝色 LPPs 提供了新的理论见解和设计策略。
Jile Wang|Wei Zeng|Shiye Qian|Caixiang Gou|Haoyang Wu|Yaxin Zhang|Fang Liu
