基于Eu3+-Sm3+掺杂CaWO4基质的发光特性及能量传递机理研究

通过高温固相法制备系列Eu3+，Sm3+单掺杂和Eu3+-Sm3+共掺杂CaWO4荧光粉。X射线粉末衍射(XRD)法测试发现，Eu3+，Sm3+单掺杂和Eu3+-Sm3+共掺杂没有影响目标样品晶相。样品的荧光光谱表明，掺杂离子Eu3+和Sm3+可以被基质的激发波长激发，Eu3+的发射可被Sm3+的特征激发峰激发，且Eu3+的最佳掺杂浓度为0.10。除此之外，Eu3+-Sm3+共掺杂样品的光谱表明，在Eu3+浓度固定不变时，在Sm3+的激发波长激发下，随Sm3+浓度的增加，Sm3+的发射强度会出现先增后减，而Eu3+的发射强度仅会随Sm3+浓度的增加而增强。由此证明，Eu3+和Sm3+在CaWO4基质中，Eu3+和Sm3+掺杂离子以及掺杂离子Sm3+和Eu3+之间具有能量传递。

由于具有高效节能、安全环保、寿命长、可靠性好等优点， 白光发射二极管(white light-emitting diode， 简记为WLED)目前越来越受到人们的重视[1] [2]。

不同于诸如白炽灯， 荧光灯等传统的照明技术， WLED照明技术属于冷光源照明，是一种新型的固态照明光源，也被誉为第四代照明光源，在当前市场和日常生活中应用极其广泛。伴随着各国对LED 照明技术的重视，其也成为了拉动经济发展的一个重要的增长“亮点”[3]。对于当前WLED 实现，其具有以下三种方式：第一，采用蓝光LED 芯片发出的蓝光激发黄光发射的YAG:Ce3+荧光粉，当YAG:Ce3+荧光粉所发射黄光与透射的蓝光混合，即可产生白光，然而， 由于所产生的白光中缺少红光，使得白光的显色指数比较低，产生冷白光，影响视觉[4] [5]；第二种方法是，将红、绿、蓝光的三种LED 芯片组装在一起产生白光，然而，各芯片温度和电流特性不一致，易造成白光颜色漂移[6]；为了解决以上缺点，人们提出了利用发射近紫外光的LED 芯片激发红、绿、蓝三基色荧光粉从而得到高显色指数的白光的方式。然而，三基色荧光粉中的红色荧光粉的发光效率较低。为此，怎么改善紫外光激发红色荧光粉的发光性能变得极其重要。

钨酸钙，CaWO4，由于其具有优异的紫外光自激发的蓝光发光荧光性能、热学和化学稳定性等优点， 其可被广泛的应用于X 射线增感屏、光纤设备、激光输出、暗物质探索、医疗器械和照明领域[7] [8]。研究表明， 当不同的稀土离子掺杂到CaWO4 时， 其在相应的特征激发波长激发下可以出现不同的发光颜色， 如，红光发射的CaWO4:Eu3+荧光粉和绿光发射的CaWO4:Tb3+荧光粉[8]。更有甚者，当掺杂离子浓度较低时，其会出现长余辉特性，如果CaWO4:Eu3+荧光粉[9] [10]。Eu3+掺杂CaWO4 红色荧光粉的研究，在以往的报道中主要集中在怎么提升其红色发光性能，如通过共掺杂碱金属Li+，Na+，K+离子电荷补偿剂[11]和共掺杂具有能量传递的稀土离子如Sm3+ [12]或非稀土离子Bi3+ [13]。在CaWO4:Eu3+荧光粉中，WO42-到Eu3+离子之间能量传递特别是其开始时间及结束时间等已有报道，但是当Eu3+-Sm3+共掺杂时，掺杂离