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Site-occupancy, luminescent properties and energy transfer of a violet-to-red color-tunable phosphor Ca 10 Li(PO 4 ) 7 : Ce 3+ , Mn 2+

荧光粉 发光 离子 结构精修 能量转移 八面体 分析化学(期刊) 化学 热稳定性 发射强度 材料科学 晶体结构 结晶学 光电子学 有机化学 色谱法 分子物理学
作者
Xinguo Zhang,Jungu Xu,Ming Gong
出处
期刊:Journal of Luminescence [Elsevier BV]
卷期号:183: 348-354 被引量:26
标识
DOI:10.1016/j.jlumin.2016.11.075
摘要

A series of color-tunable phosphors Ca10Li(PO4)7: Ce3+, Mn2+ were synthesized by high-temperature solid-state reaction. Site occupancy of Ce3+ and Mn2+ in Ca10Li(PO4)7 and corresponding luminescent properties were systemically studied. Rietveld refinement results indicate that the Ce3+ ions are preferred to occupy 7-cooridnated M1 and M3 sites, and Mn2+ ions are mainly occupying distorted octahedral M5 sites, which results in Ce3+ violet emission at 370 nm and Mn2+ red emission at 640 nm. The intensity of Mn2+ red emission is greatly enhanced through efficient Ce3+-Mn2+ energy transfer (ηET=94%). The critical distance and corresponding mechanism of Ce3+-Mn2+ energy transfer was found to be ~11 Å and dipole-quadrupole interaction, respectively. The emitting colors of Ca10Li(PO4)7: Ce3+, Mn2+ phosphors can be tuned from violet through pink to red by adjusting the Ce3+/Mn2+ ratio. The composition-optimized red phosphor Ca10Li(PO4)7: 0.05Ce3+, 0.09Mn2+ exhibits excellent thermal stability at high temperature (~100% at 160 °C).
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