磷灰石结构荧光粉Ba10(PO4)6F2:Ce3+,Tb3+的合成、发光和能量传递

采用高温固相法合成了系列Ce3+和Ce3+/Tb3+激活的具有磷灰石结构荧光粉Ba10（PO4）6F2。用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、激发和发射（PLE和PL）光谱对样品进行了表征分析。研究结果表明：所合成的荧光粉Ba10（PO4）6F2：Ce3+，Tb3+具有氟磷灰石结构，样品微观呈现不规则形貌。荧光粉Ba10-x（PO4）6F2：xCe3+的相对发射强度随着x增加而增强，当x=0.09时，荧光强度达到最大。荧光粉Ba10（PO4）6F2：Ce3+，Tb3+的激发光谱为240~330 nm的宽带，发射光谱呈现出Ce3+的5d→4f跃迁紫外光（335和358 nm）发射和Tb3+的4f→4f跃迁绿光（542 nm）发射。光谱特性表明，发光过程中存在Ce3+→Tb3+能量传递，能量传递效率可以达到60%。计算Ce3+和Tb3+的临界距离为0.79 nm，能量传递机理是偶极-偶极交互作用。此外，详细论述了Ce3+和Tb3+之间的能量传递和发光的过程。通过调节Tb3+的掺杂浓度，对荧光粉发光色坐标与Tb3+的掺杂浓度之间的关系也进行了研究，随着Tb3+的掺杂量从0增加0.52，荧光粉Ba10（PO4）6F2：Ce3+，Tb3+的发射光谱色坐标可以从（0.149 4，0.045 1）蓝色区变化到（0.280 1，0.585 3）绿色区