混合价态Eu(+2, +3)离子激活的单一组分发光材料：设计合成、发光性质及机理

doi:10.3866/PKU.WHXB201708281

物理化学学报 >> 2018, Vol. 34 >> Issue (3): 237-246.doi: 10.3866/PKU.WHXB201708281

所属专题：高被引科学家专刊

混合价态Eu(+2, +3)离子激活的单一组分发光材料：设计合成、发光性质及机理

梁思思¹,尚蒙蒙^1,*(),林君^1,^2,*()

¹ 中国科学院长春应用化学研究所, 稀土资源利用国家重点实验室, 长春 130022
² 五邑大学应用物理与材料学院, 广东江门 529020

收稿日期:2017-06-26 发布日期:2017-12-18
通讯作者: 尚蒙蒙,林君 E-mail:mmshang@ciac.ac.cn;jlin@ciac.ac.cn
作者简介:尚蒙蒙，1987年出生于山东省。2008年本科毕业于聊城大学化学系。现为中国科学院长春应用化学研究副研究员，主要研究方向为用于白光LED和场发射显示器的稀土离子掺杂无机荧光材料|林君，1966年出生于吉林长春。1989年本科毕业于吉林大学，现为中国科学院长春应用化学研究所研究员。主要研究方向为微纳米结构发光材料的控制合成及其在显示，照明及生物医学等领域的应用探索
基金资助:
国家自然科学基金(51672265);国家自然科学基金(91433110)

Single-Component Luminescent Materials Activated with Mixed-Valence Eu(+2, +3): Designed Synthesis, Luminescent Properties and Mechanisms

Sisi LIANG¹,Mengmeng SHANG^1,*(),Jun LIN^1,^2,*()

¹ State Key Laboratory of Rare Earth Resource Utilization, Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130022, P. R. China
² School of Applied Physics & Materials, Wuyi University, Jiangmen 529020, Guangdong Province, P. R. China

Received:2017-06-26 Published:2017-12-18
Contact: Mengmeng SHANG,Jun LIN E-mail:mmshang@ciac.ac.cn;jlin@ciac.ac.cn
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(51672265);the National Natural Science Foundation of China(91433110)

摘要/Abstract

摘要：

作为绿色照明光源的典型代表，白光发光二极管(LED)被誉为21世纪的新一代照明光源。而作为白光LED重要组成部分的荧光粉，对其性能要求也不断被提升。Eu²⁺和Eu³⁺由于其电子结构上的差别导致其截然不同的发光性质。其中，Eu²⁺的特征发射为4f-4f跃迁，而Eu³⁺离子的特征发射为4f-5d跃迁。为了结合两者各自的发光特性，近年来对于混合价态Eu离子的研究成为热点。混合价态Eu离子掺杂荧光粉结合了Eu²⁺和Eu³⁺离子各自的发光特点，具有颜色灵活可调的优良性质。本文主要从Eu²⁺、Eu³⁺各自性质出发，从不等价取代、晶场调控等三个方面综述了混合价态Eu(+2, +3)离子激活的单一基质发光材料近年来的研究进展。此外，对不同方法制备的混合价态Eu离子掺杂荧光粉的发光性能及发光机理也进行了归纳总结，为无机荧光材料的发展提供了新的思路。

关键词: 荧光粉, 混合价态, 单一组分, 銪, 白光发光二极管

Abstract:

White LEDs are considered the next-generation light source as they are environmentally friendly and have high efficiencies. Therefore, researches are being conducted to meet the performance requirements of phosphors, which are the crucial components of white LEDs. Eu²⁺ and Eu³⁺ ions have different electronic structures, which lead to distinct photoluminescence properties. The characteristic emissions of Eu²⁺ and Eu³⁺ originate from the 4f-4f and 4f-5d transitions, respectively. In order to combine their respective features, the research of mixed-valence Eu ions into single-phase phosphors has become a hot research topic in recent years. The mixed-valence Eu ion-doped phosphors have tunable luminescence properties because they possess the respective properties of Eu²⁺ and Eu³⁺. From their respective characters of Eu²⁺ and Eu³⁺, this paper mainly reviews the progress of mixed valence Eu(+2, +3) ion-activated single-component luminescent materials in recent years from three aspects: unbalanced substitution, crystal field regulation, and other systems. In addition, the respective photoluminescence properties of Eu²⁺ and Eu³⁺ and the luminescence performances and mechanisms of the mixed-valence Eu ion-activated phosphors have been summarized. The luminescence performances and mechanisms have been summarized as well. All the research works carried out in this field provide inspiration for the investigation of new phosphors.

Key words: Phosphor, Mixed valence, Single component, Eu, Whitelight-emitting diode

梁思思,尚蒙蒙,林君. 混合价态Eu(+2, +3)离子激活的单一组分发光材料：设计合成、发光性质及机理[J]. 物理化学学报, 2018, 34(3): 237-246.

Sisi LIANG,Mengmeng SHANG,Jun LIN. Single-Component Luminescent Materials Activated with Mixed-Valence Eu(+2, +3): Designed Synthesis, Luminescent Properties and Mechanisms[J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2018, 34(3): 237-246.

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201708281

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2018/V34/I3/237

参考文献

1	George N. C. ; Denault K. A. ; Seshadri R. Annu. Rev. Mater. Res. 2013, 43, 481.
2	Lin C. C. ; Liu R. S. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1268.
3	Sheu J. K. ; Chang S. J. ; Su C. H. K. K. ; Wu L. W. ; Lin Y. C. ; Lai W. C. ; Tsai J. M. ; Chi G. C. ; Wu R. K. IEEE Photonics Technology Letters 2003, 15, 18.
4	Lin C. C. ; Tang Y. S. ; Hu S. F. J. Lumin. 2009, 129, 1682.
5	Yang W. J. ; Luo L. ; Chen T. M. ; Wang N. S. Chem. Mater. 2005, 17, 3883.
6	Caldin?o U. G. J. Phys.: Condens. Matter 2003, 15, 3821.
7	Mi X. Y. ; Sun J. C. ; Zhou P. ; Zhou H. ; Song D. ; Li K. ; Shang M. M. ; Lin J. J. Mater. Chem. C 2015, 3, 4471.
8	Li K. ; Fan J. ; Shang M. M. ; Lian H. Z. ; Lin J. J. Mater. Chem. C 2015, 3, 9989.
9	Li K. ; Lian H. Z. ; Shang M. M. ; Lin J. Dalton Trans. 2015, 44, 20542.
10	McKittrick J. ; Shea-Rohwer L. E. J. Am. Ceram. Soc. 2014, 97, 1327.
11	Lee G. Y. ; Han J. Y. ; Im W. B. ; Cheong S. H. ; Jeon D. Y. Inorg. Chem. 2012, 51, 10688.
12	Shang M. M. ; Li C. X. ; Lin J. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 1372.
13	Dorenbos P. J. Lumin. 2003, 104, 239.
14	Xie R. J. ; Hirosaki N. ; Sakuma K. ; Yamamoto Y. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 5404.
15	ParkJ. K.;A. ; L. M. ; H. ; K. C. ; D. ; P. H.;ParkT. J.;ChoiS. Y.Appl. Phys. Lett2003,82,683.
16	Poesl C. ; Schnick W. Chem. Mater. 2017, 29, 3778.
17	Dorenbos P. Chem.Mater. 2005, 17, 6452.
18	Zhang J.C. ; Long Y. Z. ; Zhang H. D. ; Sun B. ; Han W. P. ; Sun X. Y. J. Mater. Chem. C 2014, 2, 312.
19	Gao G. ; Reibstein S. ; Peng M. ; Wondraczek L. J. Mater. Chem. 2011, 21, 3156.
20	Hou J. ; Jiang W. ; Fang Y. ; Huang F. J. Mater. Chem. C 2013, 1, 5892.
21	Xie M. ; Zhu G. ; Li D. ; Pan R. ; Fu X. RSC Adv. 2016, 6, 33990.
22	Hou J. ; Jiang W. ; Fang Y. ; Huang F. J. Mater. Chem. C 2013, 1, 5892.
23	Li W. ; Wang J. ; Zhang H. ; Liu Y. ; Lei B. ; Zhuang J. ; Cui J. ; Peng M. ; Zhu Y. RSC Adv. 2016, 6, 33076.
24	Dai P. P. ; Li C. ; Zhang X. T. ; Xu J. ; Chen X. ; Wang X. L. ; Jia Y. ; Wang X. ; Liu Y. C. Light: Sci. Appl. 2016, 5, e16024.
25	Xia Z. ; Ma C. ; Molokeev M. S. ; Liu Q. ; Rickert K. ; Poeppelmeier K. R. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 12494.
26	Han J. Y. ; Im W. B. ; Kim D. ; Cheong S. H. ; Lee G. Y. ; Jeon D. Y. J. Mater. Chem. 2012, 22, 5374.
27	Wang J. ; Lin H. ; Huang Q. ; Xiao G. ; Xu J. ; Wang B. ; Hu T. ; Wang Y. J. Mater. Chem. C 2017, 5, 1789.
28	He H. ; Fu R. ; Song X. ; Wang D. ; Chen J. J. Lumin. 2008, 128, 489.
29	Kim T. G. ; Kim T. ; Kim J. ; Kim S. J. ; Im S. J. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 12428.
30	Kalaji A. ; Mikami M. ; Cheetham A. K. Chem. Mater. 2014, 26, 3966.
31	Wang Z. ; Xia Z. ; Molokeev M. S. ; Atuchin V. V. ; Liu Q. Dalton Trans. 2014, 43, 16800.
32	Zhang Y. ; Li X. ; Li K. ; Lian H. ; Shang M. ; Lin J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 2715.
33	Wei Y. ; Jia H. ; Xiao H. ; Shang M. M. ; Lin C. C. ; Su C. ; Chan T. S. ; Li G. G. ; Lin J. RSC Adv. 2017, 7, 1899.
34	Mao Z. Y. ; Wang D. J. ; Lu Q. F. ; Yu W. H. ; Yuan Z. H. Chem. Comm. 2009, 346
35	Mao Z. Y. ; Wang D. J. Inorg. Chem. 2010, 49, 4922.
36	Pawar A. ; Jadhav A. P. ; Pal U. ; Kim B. K. ; Kang Y. S. J. Lumin. 2012, 132, 659.
37	Saradhi M. ; Pralong V. ; Varadaraju U. ; Raveau B. Chem. Mater. 2009, 21, 1793.
38	Liu W. ; Liu L. ; Wang Y. ; Chen L. ; McLeod J. A. ; Yang L. ; Zhao J. ; Liu Z. ; Diwu J. ; Chai Z. Chem. -Eur. J. 2016, 22, 11170.

[1]	邓陶丽, 闫世润, 胡建国. GdAlO₃：Er³⁺，Yb³⁺荧光粉的制备与上转换发光性能[J]. 物理化学学报, 2014, 30(4): 773 -780 .
[2]	胡正发, 孟涛, 张伟, 崔跃鹏, 罗莉, 王银海. Dy³⁺离子掺杂的全色荧光粉Ca₉La(PO₄)₇的制备及发光特性[J]. 物理化学学报, 2013, 29(10): 2271 -2275 .
[3]	乔荫颇, 朱振峰, 张燕斌, 刘佃光, 王冰清, 张志春. Ce/Tb/Sm共掺杂CaO-B₂O₃-SiO₂发光玻璃的白光发射及其发光颜色调控[J]. 物理化学学报, 2012, 28(03): 706 -710 .
[4]	张孔, 刘茜, 苏晓彬, 钟红梅, 石云, 潘裕柏. YLuAG:Ce粉体的发光及闪烁特征: 制备方法及缺陷效应[J]. 物理化学学报, 2011, 27(08): 2001 -2008 .
[5]	王志军, 杨志平, 郭庆林, 李盼来. NaBaPOM₄:Tb³⁺绿色荧光粉制备及其发光特性[J]. 物理化学学报, 2010, 26(12): 3317 -3321 .
[6]	曹发斌;田彦文;陈永杰;肖林久;刘云义. 电荷补偿对红色LED用荧光粉体的荧光性能改进[J]. 物理化学学报, 2009, 25(02): 299 -303 .
[7]	周宏伟;李怀祥;姜正伟;左相青. 利用SnO₂:Sb干凝胶部分升华产物处理ZnS:Mn荧光粉[J]. 物理化学学报, 2007, 23(01): 88 -91 .
[8]	赵婧;李怀祥;王安河;周宏伟;左相青. CaSiO₃∶Pb, Mn荧光粉的ZnO∶Al包覆研究[J]. 物理化学学报, 2006, 22(03): 286 -290 .

混合价态Eu(+2, +3)离子激活的单一组分发光材料：设计合成、发光性质及机理

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