高对称性晶体结构中实现Bi~(3+)窄带蓝光发射

采用高温固相法合成了系列K_4CaGe_3O_9∶xBi~(3+)(0.003≤x≤0.10)荧光粉材料。通过精细Rietveld结构精修、光致激发和发射光谱、X射线光电子衍射及热稳定性等手段对晶体结构和发光性能进行了研究。实验结果表明,在紫外光激发下,Bi~(3+)展现了半高宽低至43 nm的窄带蓝光发射。这是由于K_4CaGe_3O_9基质拥有高对称性的晶体结构。与此同时,制备的K_4CaGe_3O_9∶xBi~(3+)(0.003≤x≤0.10)荧光粉材料展现了卓越的发光热稳定性,在423 K时,发光强度可以保持在室温状态下的83%。上述研究证明制备的K_4CaGe_3O_9∶xBi~(3+)(0.003≤x≤0.10)荧光粉材料在白光发光二极管(LED)或背光显示中有潜在的应用前景。在高对称性晶体结构中掺杂Bi~(3+)实现窄带发光的研究思路可以为未来窄带荧光粉的研发提供理论研究基础和科学依据。