Novel Garnet-Structure Ca2GdZr2(AlO4)3:Ce3+ Phosphor and Its Structural Tuning of Optical Properties

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作者
Xinghong Gong,Jianhua Huang,Yujin Chen,Yanfu Lin,Zundu Luo,Yidong Huang
出处
期刊:Inorganic Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:53 (13): 6607-6614 被引量:92
标识
DOI:10.1021/ic500153u
摘要

Aluminate garnet phosphors Ca2GdZr2(AlO4)3:Ce(3+) (CGZA:Ce(3+)) for solid-state white lighting sources are reported. The crystal structure and Mulliken bonding population of the CGZA:Ce(3+) have been analyzed. The larger 5d ((2)D) barycenter shift εc and smaller phenomenological parameter 10Dq of Ce(3+) in CGZA are related to the larger covalent character of Ce-O. The tuning spectral properties of the Ce(3+)-doped CGZA-based isostructural phosphors are presented. The splitting of cubic crystal field energy level (2)Eg in Ca2REZr2(AlO4)3:Ce(3+) (CREZA:Ce(3+)) (RE = Lu, Y, and Gd) increases as the radius of RE(3+) increases, and the splitting of (2)Eg may dominate the difference of spectroscopic red-shift D(A) in CREZA:Ce(3+). The splitting of the (2)Eg in CaGd2ZrSc(AlO4)3:Ce(3+) (CGZSA:Ce(3+)) phosphors increases seemly due to the decreasing of the covalent character of Ce-O. Thermal quenching properties of Ce(3+)-doped CGZA-based isostructural phosphors are also presented and analyzed. For CREZA:Ce(3+) phosphors, the increasing of the radius of RE(3+) results in an enhancement of thermal quenching. The quenching of CGZSA:Ce(3+) is obviously stronger mainly due to the smaller energy difference between the lowest 5d excited state and 4f ground state.
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