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发光材料也称荧光粉。单相多色荧光粉近年来获得了广泛关注,获取途径通常包括结构调控和能量传递。为研究结构调控对能量传递的影响,通过传统高温固相法合成了一系列磷灰石结构单相多色荧光粉A2B3(MO4)3C:Tb3+,Eu3+(A=Ba2+,Sr2+,Ca2+;B=La3+,Y3+;M=Si4+,Ge4+;C=F-,Cl-),并详细研究荧光粉的晶体学特征、光学特征以及能量传递的特点。主要成果包括:(1)通过二价阳离子替换进行结构调控,合成了A2La3(SiO4)3F:x Tb3+,yEu3+(A=Ba2+,Sr2+,Ca2+)荧光粉,研究了荧光粉的结构和发光性能,以及二价阳离子调控对Eu3+/Tb3+间能量传递的影响。结果表明,二价阳离子半径减小,晶胞常数随之减小。通过调节Eu3+/Tb3+的掺杂比例,这三种荧光粉的发光颜色可以由绿色调节到黄色、橙色,最后到红色,能量传递机制均为四极—四极作用,具有良好的热稳定性。通过密度泛函理论计算获得Ba2La3(SiO4)3F、Sr2La3(SiO4)3F的能带结构,其导带均由三价阳离子La-5d轨道组成。随着二价阳离子半径增大,Eu3+/Tb3+间能量传递效率升高。因Ba2La3(SiO4)3F荧光粉的能量传递效率较高,故选其为其他结构调控研究的基质,探索结构调控对Eu3+/Tb3+能量传递的影响。(2)用Y3+替换La3+,进行三价阳离子结构调控,研究了三价阳离子调控对Eu3+/Tb3+间能量传递的影响。结果表明,Y3+替换La3+,晶胞常数明显变小。Ba2Y3(SiO4)3F系列荧光粉的激发光谱峰值为370 nm,能量传递机制仍为四极-四极作用。Ba2Y3(SiO4)3F系列荧光粉的发光颜色可以从绿色调变到黄色、橙色、红色,Ba2Y3(SiO4)3F:0.15Tb3+,0.24Eu3+发射强度最高,423 K时发光保持率为71.53%。与Ba2La3(SiO4)3F系列相比,Tb3+发射峰与Eu3+激发峰的光谱重叠面积减小,能量传递效率整体降低,降低幅度大于二价阳离子结构调控。(3)用(GeO4)4-替换(SiO4)4-,进行络阴离子结构调控,研究了络阴离子调控对Eu3+/Tb3+间能量传递的影响。结果表明,(GeO4)4-替换(SiO4)4-,晶胞常数明显变大。Ba2La3(GeO4)3F系列荧光粉的激发光谱峰值为375 nm,能量传递机制仍为四极-四极作用。Ba2La3(GeO4)3F系列荧光粉的发光颜色可以从绿色调变到黄色、橙色、红色,Ba2La3(GeO4)3F:0.15Tb3+,0.24Eu3+发射强度最高,423 K时发光保持率为66.86%。与Ba2La3(SiO4)3F系列相比,Tb3+发射峰与Eu3+激发峰的光谱重叠面积减小,能量传递效率整体降低,但降低幅度小于三价阳离子结构调控,大于二价阳离子结构调控。(4)用Cl-替换F-,进行通道阴离子结构调控,研究了通道阴离子调控对Eu3+/Tb3+间能量传递的影响。结果表明,Cl-替换F-,晶胞常数变大。Ba2La3(SiO4)3Cl系列荧光粉的激发光谱峰值为376 nm,能量传递机制仍为四极-四极作用。Ba2La3(SiO4)3Cl系列荧光粉的发光颜色可以从绿色调变到黄色、橙色、红色,Ba2La3(SiO4)3Cl:0.15Tb3+,0.22Eu3+发射强度最高,423 K时发光保持率为72.89%。与Ba2La3(SiO4)3F系列相比,Tb3+发射峰与Eu3+激发峰的光谱重叠面积减小,能量传递效率整体降低,但降低幅度小于三价阳离子结构调控,大于二价阳离子结构调控,略小于络阴离子结构调控。