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• 近几十年来，白光LED作为继白炽灯、荧光灯和节能灯之后的第四代照明光源，具有高发光效率、长寿命、节约能源、亮度高等优点^[1-3]。而稀土离子作为发光材料的活化剂广泛应用于照明和显示领域，如场发射显示器(FED)、发光二极管(LED)、灯用照明等^[4-6]。Tm³⁺在蓝色区域属于¹D₂→³F₄特征跃迁的450 nm发射带^[7]。Dy³⁺分别在蓝光区域属于⁴F_9/2→⁶H_15/2特征跃迁的480 nm和黄光区域属于⁴F_9/2→⁶H_13/2特征跃迁的580 nm两个发射带^[8-9]。因此可以通过调节Tm³⁺与Dy³⁺的掺杂量比例来调节特征峰的发射强度使荧光粉的发光颜色从蓝光到白光变化而应用于白光LED。

  硼酸盐因具有较低的合成温度、稳定的物理化学性能，且稀土离子掺杂硼酸盐荧光粉的发光性能优良等优点而广泛应用于发光材料的合成^[10-11]。国内外许多学者也对硼酸盐为基质的荧光粉进行了研究，例如Qiao等^[12]制备了Ba₃Y(BO₃)₃:Eu³⁺红色荧光粉, 并通过控制煅烧温度获得2种不同的Ba₃Y(BO₃)₃相结构。周卫新等^[13]采用高温固相法合成了Ba₃Gd(BO₃)₃:Eu³⁺，Tb³⁺荧光粉，在378 nm激发下，随着Tb³⁺掺杂量的增加，Ba₃Gd(BO₃)₃:Eu³⁺，Tb³⁺的发光颜色可从绿色调整到橙红色。Kristin等^[14]对A₃RE(BO₃)₃:Ce³⁺，Na⁺(A=Ba，Sr；RE=Y，La)系列荧光粉研究发现，在紫外光有效激发下, Ba₃Y(BO₃)₃:Ce³⁺，Na⁺、Sr₃Y(BO₃)₃ :Ce³⁺，Na⁺和Sr₃La(BO₃)₃:Ce³⁺，Na⁺荧光粉的发射波长分别位于413、422和440 nm。

  我们通过高温固相法合成了可以被近紫外光激发的稀土离子Tm³⁺、Dy³⁺掺杂的Sr₃Y(BO₃)₃:Tm³⁺，Dy³⁺颜色可调荧光粉，其中Dy³⁺单掺的Sr₃Y(BO₃)₃:Dy³⁺荧光粉是一种潜在应用于白光LED的单相白色荧光粉。

  1.   实验部分

  1.1   样品制备

  荧光粉所用原料是国药控股化学试剂有限公司生产的碳酸锶(SrCO₃, 分析纯)、氧化钇(Y₂O₃, 99.99%)、硼酸(H₃BO₃，分析纯)、氧化铥(Tm₂O₃，99.99%)、氧化镝(Dy₂O₃, 99.99%)。制备了Sr₃Y(BO₃)₃:xTm³⁺、Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺和Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，yDy³⁺样品，其中x，y均为物质的量分数，x=0，0.01，0.03，0.05，0.08，0.1；y=0，0.01，0.03，0.05，0.1，0.15。制备过程如下：按化学计量比准确称量各种原料，在玛瑙研钵内研磨30 min使其充分混合，将研磨好的混合物移入氧化铝坩埚，置于马弗炉中在空气气氛中以10 ℃·min^-1的速度升温至1 250 ℃保温5 h，随炉冷却至室温，再研磨成粉末。

  1.2   性能表征

  采用日本理学D/max2200PC型X射线衍射仪表征样品的物相组成和晶格性能，Cu靶Kα射线(λ=0.154 06 nm，工作电压和电流分别是40 kV和40 mA，扫描范围是2θ=15°~70°)。采用美国FEI Verios 460型高分辨场发射扫描电镜(SEM)观察样品的微观形貌。采用malvern生产的型号为NAMO-ZS的粉末粒度仪表征样品的粒度。采用日立F-4600型荧光光谱仪(150 W氙灯作为激发源)测量激发和发射光谱。采用台湾新世界光电股份有限公司生产的1 W的紫光LED芯片封装。采用了杭州虹谱光电科技有限公司生产的HP9000光色电综合测试系统测试显色指数。采用北京师范大学光电仪器厂生产的ST-86LA屏幕亮度计测量其发光强度。所有测量均在室温下进行。

  2.   结果与讨论

  2.1   物相分析

  图 1为样品Sr₃Y(BO₃)₃，Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺，Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺，Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，0.15Dy³⁺的XRD衍射图与标准卡片对比图(由于现存的Jade5.0标准卡片库中没有Sr₃Y(BO₃)₃的PDF标准卡片，而Sr₃Y(BO₃)₃与Ba₃Dy(BO₃)₃的晶体结构相似，所以用Ba₃Dy(BO₃)₃的PDF No.50-0098标准卡片做参考)。通过比较可以看出，Sr₃Y(BO₃)₃样品的衍射图与PDF No.50-0098标准卡片基本吻合，但衍射峰均向大角度方向平行移动。表 1为Sr₃Y(BO₃)₃:xTm³⁺:yDy³⁺荧光粉中的有效离子半径。由于Sr的离子半径小于Ba，(Y的离子半径与Dy非常接近，对主要衍射峰的影响非常小)，根据布拉格方程(2Dsinθ=nλ)，随着离子半径的减小，晶面间距变小从而使主要衍射峰向大角度方向偏移，因此制备的样品为纯相的Sr₃Y(BO₃)₃^[15-16]。掺杂稀土离子Tm³⁺和Dy³⁺后荧光粉的XRD衍射图与基质Sr₃Y(BO₃)₃衍射图完全相同，说明少量Tm³⁺和Dy³⁺均可在该制备条件下进入Sr₃Y(BO₃)₃晶格中，并对基质的晶体结构没有太大的影响。

  图 1

  

  图 1.  Sr₃Y(BO₃)₃、Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺、Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺、Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺和Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.15Dy³⁺样品的XRD衍射图

  Figure 1.  XRD patterns of Sr₃Y(BO₃)₃, Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺, Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺ and Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.15Dy³⁺ samples

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  表 1

  

  表 1  Sr₃Y(BO₃)₃:xTm³⁺:yDy³⁺荧光粉中的有效离子半径

  Table 1.  Effective ions radius in Sr₃Y(BO₃)₃:xTm³⁺:yDy³⁺ phosphors nm

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  Site	CN	Sr2+	Y3+	Tm3+	Dy3+	Ba2+
  18f	8	0.126		0.099	0.103	0.142
  3a/3b	6		0.09	0.088	0.091

  据报道^[14]，Sr₃Y(BO₃)₃的空间群为R3(No.148)，Sr²⁺占据Wyckoff位置中的18f，配位数CN=8，Y³⁺占据3a或3b，配位数CN=6。通过比较离子半径的大小(表 1)，基质中可能被稀土离子Tm³⁺和Dy³⁺取代的2个晶体学位点是Sr²⁺和Y³⁺。通过比较离子半径及化学价态，Tm³⁺和Dy³⁺在Sr₃Y(BO₃)₃基质中最有可能占据Y³⁺晶体学位点。

  图 2(a)和(b)分别是Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，0.1Dy³⁺荧光粉的SEM图和图(a)中C点的能谱图(EDS)。从图 2(a)可以看出，实验制备的Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，0.1Dy³⁺荧光粉由5~15 μm的颗粒组成；Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，0.1Dy³⁺荧光粉的平均粒度为10.86 μm，颗粒大小均匀度好，有利于提高荧光粉的发光性能^[17]。图 2(b)显示，该荧光粉是由基质元素Sr、Y、B和O元素和掺杂的稀土Tm和Dy元素组成，结合图 1中XRD分析结果，进一步证明实验制备的Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，0.1Dy³⁺荧光粉保持了Sr₃Y(BO₃)₃的晶格结构，掺杂稀土离子并没有改变Sr₃Y(BO₃)₃的结晶性能。

  图 2

  

  图 2.  Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺荧光粉的SEM图(a)和EDX光谱(b)

  Figure 2.  SEM image (a) and EDX spectrum (b) of Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺ phosphor

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  2.2   发光性能

  2.2.1   激发发射光谱

  图 3(a)是荧光粉Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺的激发光谱和发射光谱。当监测波长为455 nm时测得荧光粉的激发波长为359 nm，它对应Tm³⁺的³H₆→¹D₂跃迁；激发波长为359 nm时发射455 nm蓝光，对应Tm³⁺的¹D₂→³F₄特征跃迁。

  图 3

  

  图 3.  荧光粉Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺ (a)和Sr₃Y(BO₃)₃: 0.1Dy³⁺ (b)的激发光谱和发射光谱

  Figure 3.  Excitation and emission spectra of phosphors Sr₃Y (BO₃)₃:0.08Tm³⁺ (a) and Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺ (b)

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  图 3(b)是荧光粉Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺的激发光谱和发射光谱。当分别以484和577 nm为监测波长时测得该荧光粉的激发光谱基本相同，分别位于325、351、365、388、427和454 nm处，这些激发峰分别对应于Dy³⁺的主要能级跃迁，其中以对应于⁶H_15/2 →⁶P_7/2跃迁的351 nm的激发最强。激发波长为351nm测得该荧光粉的发射光谱在484和577 nm处有2个发射峰, 分别源于Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_J(J=15/2, 13/2)的特征跃迁。比较Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺的发射光谱和Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺的激发光谱，在440~460 nm之间存在重叠。

  图 4是激发波长为359 nm时测得Sr₃Y(BO₃)₃:xTm³⁺荧光粉的发射光谱。随着Tm³⁺的掺杂浓度x的增加，发射光谱的强度呈现先增加后减少的趋势，在x=0.08处达到最大值，之后随着Tm³⁺掺杂浓度的增加，出现浓度淬灭现象。

  图 4

  

  图 4.  不同Tm³⁺掺杂浓度荧光粉Sr₃Y(BO₃)₃:xTm³⁺的发射光谱

  Figure 4.  Emission spectra of Sr₃Y(BO₃)₃:xTm³⁺ phosphors with different doping concentrations of Tm³⁺

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  2.2.2   改变Dy³⁺的掺杂浓度实现颜色可调

  图 5是激发波长为359 nm时测得Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，yDy³⁺荧光粉的发射光谱。从图 5可以看出，随着Dy³⁺掺杂浓度y的增加，Tm³⁺发射峰(455 nm)的强度降低，而Dy³⁺的2个发射峰(484和577 nm)的强度先增加后降低，在y=0.1处达到最强值。因此在Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，yDy³⁺荧光粉中Dy³⁺的浓度猝灭点为y=0.1。

  图 5

  

  图 5.  不同Dy³⁺掺杂浓度荧光粉Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, yDy³⁺的发射光谱

  Figure 5.  Emission spectra of Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, yDy³⁺ phosphors with different doping concentrations of Dy³⁺

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  图 6是Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，yDy³⁺系列荧光粉的CIE色坐标图(激发波长为359 nm)。图中右上角内嵌表为CIE坐标和利用色坐标换算色温软件计算的色温(CCT)。从图 6可以看出，随着Dy³⁺的掺杂浓度的增加，发光颜色从蓝色(0.211，0.147)逐渐变为白色(0.274, 0.254)，单掺Dy³⁺的Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺荧光粉(N点)色坐标为(0.322，0.335)，与国际色坐标组织委员会颁布的标准白色的色坐标(0.33，0.33)非常接近。这表明在Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，yDy³⁺荧光粉中，通过改变Dy³⁺的掺杂浓度可实现从蓝色到白色的颜色可调。右下角插图是用Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺荧光粉(D点)封装得到的白光LED灯的数码照片(佳能750D数码相机，ISO 3200)，其发光强度为62 500 cd·m^-2。表 2为封装的LED灯与市售LED灯的显色指数测量值，封装LED灯的显色指数(Ra)为72.2，与市售LED灯(台湾新世界光电股份有限公司，1 W)的显色指数75.5接近。

  图 6

  

  图 6.  Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, yDy³⁺和Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺荧光粉的CIE图和色温

  M: Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺; A~E：Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, yDy³⁺, y=0.01, 0.03, 0.05, 0.1, 0.15, respectively; N: Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺; Inset: the digital photograph of the assembled LED lamp of sample D

  Figure 6.  CIE coordinates and the color correlated temperatures of Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, yDy³⁺ and Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺ phosphors

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  表 2

  

  表 2  封装与市售LED的显色指数测量值

  Table 2.  Color rendering index measurement values of the encapsulated and commercial LEDs

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  	R1	R2	R3	R4	R5	R6	R7	R8	Ra
  Encapsulated	65	77	86	58	77	72	73	70	72.2
  Commercial	74	77	77	78	77	71	84	67	75.5

  2.2.3   改变激发波长实现颜色可调

  图 7是在不同激发波长下测得的Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，0.1Dy³⁺荧光粉的发射光谱。从图 7可以看出，当分别以359 nm(Tm³⁺的主激发波长)和351 nm(Dy³⁺的主激发波长)的紫外光为激发波长时，Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，0.1Dy³⁺荧光粉样品的发射光谱中同时出现Tm³⁺的特征发射(455 nm)和Dy³⁺的特征发射(484和577 nm)。

  图 7

  

  图 7.  Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺荧光粉的发射光谱

  Figure 7.  Emission spectrum of Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺ phosphor

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  图 8是不同激发波长时Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，0.1Dy³⁺荧光粉的CIE色坐标图。可以看出，当激发波长分别为359和351 nm时，荧光粉的色坐标位置从M点(0.264，0.237)移至N点(0.292，0285)，发光颜色发生明显变化。这是由于当激发波长为359 nm时优先激发Tm³⁺，而当激发波长为351 nm时优先激发Dy³⁺，当激发波长不同时，Tm³⁺和Dy³⁺的特征发射峰的相对强度发生改变，荧光粉的发光颜色也随之发生变化。所以，通过改变激发波长可以改变Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，0.1Dy³⁺荧光粉的发光颜色，实现颜色可调。

  图 8

  

  图 8.  在359和351 nm激发下荧光粉Sr₃Y(BO₃)₃: 0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺的CIE坐标

  Figure 8.  CIE coordinates of Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺ phosphor under 359 and 351 nm excitation

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  2.3   能量传递

  据图 3中光谱重叠的Dexter理论以及图 5中Tm³⁺和Dy³⁺发射峰强度的变化，二者都表明在Sr₃Y(BO₃)₃:xTm³⁺，yDy³⁺荧光粉中存在Tm³⁺→Dy³⁺的有效能量传递。在该荧光粉中，从敏化剂Tm³⁺到激发剂Dy³⁺的能量传递效率(η_ET)可以根据公式(1)计算^[17-18]：

  $ {\eta _{{\rm{ET}}}} = 1 - \frac{{{I_{\rm{S}}}}}{{{I_{{\rm{S}}0}}}} $

  (1)

  式中I_S0和I_S分别是敏化剂Tm³⁺在不掺杂和掺杂激发剂Dy³⁺时的发射光强度。

  图 9是Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，yDy³⁺荧光粉的Tm³⁺-Dy³⁺能量转移效率、Tm³⁺在455 nm的发射光强度、Dy³⁺在484 nm发射光强度与Dy³⁺掺杂浓度的关系。从图 9可以看出，随Dy³⁺的掺杂浓度的增加，Tm³⁺的发射光强度降低，Dy³⁺的发射光强度呈先增大后降低趋势，Tm³⁺-Dy³⁺之间的能量传递效率逐渐增加，并在掺杂浓度为y=0.15时达到最大值75.14%。说明在该荧光粉中存在有效的能量传递。

  图 9

  

  图 9.  在Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, yDy³⁺荧光粉中，Tm³⁺-Dy³⁺能量转移效率、Tm³⁺发光强度和Dy³⁺发光强度与Dy³⁺掺杂浓度的关系

  Figure 9.  Dependence of the energy transfer efficiency of Tm³⁺-Dy³⁺, Tm³⁺ emission intensity and Dy³⁺ emission intensity on the Dy³⁺ doping concentration for Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, yDy³⁺ phosphors

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  能量传递机制包括交换相互作用和电多极相互作用2类。为了探究能量转移的机理，根据Blasse公式计算Tm³⁺和Dy³⁺间的临界距离R_c，计算公式如下^[19-21]：

  $ {R_{\rm{c}}} = 2{\left( {\frac{{3V}}{{4{X_{\rm{c}}}N}}} \right)^{1/3}} $

  (2)

  式中：V为单位晶胞体积，X_c是活化剂离子的临界浓度，N是单位晶胞中离子数量。对于Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，yDy³⁺，N=6，X_c=0.18，V=1.254 nm^3[14]。计算可得R_c的值为1.30 4 nm，远大于0.5 nm。因此，在该荧光粉中从Tm³⁺到Dy³⁺的能量传递机理是电多极相互作用。根据Dexter电多极相互作用的能量传递公式和Reisfeld近似关系式可以用公式(3)表征^{[16, 22]}：

  $ \frac{{{\eta _0}}}{\eta } \approx \frac{{{I_{{\rm{so}}}}}}{{{I_{\rm{s}}}}} \propto {C^{n/3}} $

  (3)

  式中：η₀和η是Tm³⁺在无Dy³⁺和存在Dy³⁺时的发光量子效率；η₀/η可用发射强度比值I_S0/I_S近似计算；C是Tm³⁺和Dy³⁺浓度的总和。图 10描绘了I_S0/I_S与C^n/3(n=6，8，10)的拟合曲线。通过比较拟合因子R²值，当n=6时最大。因此，在Sr₃Y(BO₃)₃:xTm³⁺，yDy³⁺荧光粉中Tm³⁺到Dy³⁺的主要能量传递方式是电偶极-电偶极相互作用。

  图 10

  

  图 10.  Dy³⁺的I_S0/I_S与C^6/3 (a), C^8/3 (b)和C^10/3 (c)的拟合曲线

  C=C_Tm³⁺+C_Dy³⁺

  Figure 10.  Dependence of I_S0/I_S vs C^6/3 (a), C^8/3 (b) and C^10/3 (c)

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  3.   结论

  (1) 采用高温固相法在1 250 ℃煅烧5 h可以合成单一基质Sr₃Y(BO₃)₃:xTm³⁺，yDy³⁺荧光粉。

  (2) Sr₃Y(BO₃)₃:xTm³⁺荧光粉的浓度猝灭点为x=0.08，Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，yDy³⁺荧光粉中Dy³⁺的浓度猝灭点为y=0.1。

  (3) 改变Dy³⁺的掺杂浓度，或者改变激发光的波长，均可以使Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，yDy³⁺荧光粉的发光颜色发生变化，实现颜色可调。

  (4) 在Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺，yDy³⁺荧光粉中，Tm³⁺-Dy³⁺之间存在能量传递。当y=0.15时能量传递效率为75.14%，能量传递机制是电偶极-电偶极作用方式。

  
  
• 1. [1]

     Zhou Q, Zhou Y Y, Liu Y, et al. J. Mater. Chem. C, 2015, 3(13):3055-3059 doi: 10.1039/C4TC02956A

  2. [2]

     张萍, 蒋春东.稀有金属材料与工程, 2018, 47(12):3824-3828ZHANG Ping, JIANG Chun-Dong. Rare Metal Mat. Eng., 2018, 47(12):3824-3828

  3. [3]

     任强, 王保兴, 武秀兰, 等.人工晶体学报, 2016, 45(2):350-355 doi: 10.3969/j.issn.1000-985X.2016.02.010REN Qiang, WANG Bao-Xing, WU Xiu-Lan, et al. Journal of Synthetic Crystals, 2016, 45(2):350-355 doi: 10.3969/j.issn.1000-985X.2016.02.010

  4. [4]

     Lin K B, Xing J, Quan L N, et al. Nature, 2018, 562(7726):245-247 doi: 10.1038/s41586-018-0575-3

  5. [5]

     Zhao L, Meng D D, Li Y Y, et al. J. Alloys Compd., 2017, 728:564-570 doi: 10.1016/j.jallcom.2017.09.025

  6. [6]

     黄维刚, 李磊.稀有金属材料与工程, 2014, 43(2):391-394HUANG Wei-Gang, LI Lei. Rare Metal Mat. Eng., 2014, 43(2):391-394

  7. [7]

     解吉星, 耿秀娟, 高荣华, 等.光电子·激光, 2018, 29(4):377-382JIE Ji-Xing, GENG Xiu-Juan, GAO Rong-Hua, et al. Journal of Optoelectronics·Laser, 2018, 29(4):377-382

  8. [8]

     Wu X L, Bai W N, Hai O, et al. J. Solid State Chem., 2018, 265:109-116 doi: 10.1016/j.jssc.2018.05.033

  9. [9]

     Zhao W Y, An S G, Fan B, et al. J. Lumin., 2013, 143:71-74 doi: 10.1016/j.jlumin.2013.04.038

  10. [10]

      Si J Y, Liu N, Song S Y, et al. J. Alloys Compd., 2017, 719:171-181 doi: 10.1016/j.jallcom.2017.05.161

  11. [11]

      Wu X L, Zheng J L, Ren Q, et al. Polyhedron, 2019, 164:17-22 doi: 10.1016/j.poly.2019.02.031

  12. [12]

      Qiao X B, Seo H J. J. Alloys Compd., 2015, 637:504-508 doi: 10.1016/j.jallcom.2015.03.040

  13. [13]

      周卫新, 刘军, 刘延雷.光源与照明, 2015, 1:16-17ZHOU Wei-Xin, LIU Jun, LIU Yan-Lei. Lamps and Lighting, 2015, 1:16-17

  14. [14]

      Denault K, Cheng Z Y, Brgoch J, et al. J. Mater. Chem. C, 2013, 1(44):7339-7345 doi: 10.1039/c3tc31621a

  15. [15]

      Wu W W, Xia Z G, Zhuang J Q, et al. ECS J. Solid State Sci. Technol., 2012, 1:R46-R49 doi: 10.1149/2.030201jss

  16. [16]

      Wu X L, Jiao Y H, Hai O, et al. J. Alloys Compd., 2017, 730:521-527

  17. [17]

      任强, 魏腾跃, 武秀兰, 等.材料导报, 2017, 31(3):7-10REN Qiang, WEI Teng-Yue, WU Xiu-Lan, et al. Materials Review, 2017, 31(3):7-10

  18. [18]

      Wang J Y, Liu X X, Liu Y, et al. Optik, 2018, 175:304-311 doi: 10.1016/j.ijleo.2018.09.012

  19. [19]

      Ma P C, Yuan B, Sheng Y, et al. J. Alloys Compd., 2017, 714:627-635 doi: 10.1016/j.jallcom.2017.04.296

  20. [20]

      Bi W B, Meng Q Y, Sun W J. Ceram. Int., 2016, 42(12):14086-14093 doi: 10.1016/j.ceramint.2016.06.017

  21. [21]

      Zhou J, Xia Z G. J. Mater. Chem. C, 2014, 2(34):6978-6984 doi: 10.1039/C4TC01091D

  22. [22]

      Zhai Y Q, Sun Q L, Yang S, et al. Optik, 2018, 174:600-608 doi: 10.1016/j.ijleo.2018.08.118

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  图 1  Sr₃Y(BO₃)₃、Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺、Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺、Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺和Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.15Dy³⁺样品的XRD衍射图

  Figure 1  XRD patterns of Sr₃Y(BO₃)₃, Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺, Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺ and Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.15Dy³⁺ samples

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  图 2  Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺荧光粉的SEM图(a)和EDX光谱(b)

  Figure 2  SEM image (a) and EDX spectrum (b) of Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺ phosphor

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  图 3  荧光粉Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺ (a)和Sr₃Y(BO₃)₃: 0.1Dy³⁺ (b)的激发光谱和发射光谱

  Figure 3  Excitation and emission spectra of phosphors Sr₃Y (BO₃)₃:0.08Tm³⁺ (a) and Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺ (b)

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  图 4  不同Tm³⁺掺杂浓度荧光粉Sr₃Y(BO₃)₃:xTm³⁺的发射光谱

  Figure 4  Emission spectra of Sr₃Y(BO₃)₃:xTm³⁺ phosphors with different doping concentrations of Tm³⁺

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  图 5  不同Dy³⁺掺杂浓度荧光粉Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, yDy³⁺的发射光谱

  Figure 5  Emission spectra of Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, yDy³⁺ phosphors with different doping concentrations of Dy³⁺

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  图 6  Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, yDy³⁺和Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺荧光粉的CIE图和色温

  Figure 6  CIE coordinates and the color correlated temperatures of Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, yDy³⁺ and Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺ phosphors

  M: Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺; A~E：Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, yDy³⁺, y=0.01, 0.03, 0.05, 0.1, 0.15, respectively; N: Sr₃Y(BO₃)₃:0.1Dy³⁺; Inset: the digital photograph of the assembled LED lamp of sample D

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  图 7  Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺荧光粉的发射光谱

  Figure 7  Emission spectrum of Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺ phosphor

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  图 8  在359和351 nm激发下荧光粉Sr₃Y(BO₃)₃: 0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺的CIE坐标

  Figure 8  CIE coordinates of Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, 0.1Dy³⁺ phosphor under 359 and 351 nm excitation

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  图 9  在Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, yDy³⁺荧光粉中，Tm³⁺-Dy³⁺能量转移效率、Tm³⁺发光强度和Dy³⁺发光强度与Dy³⁺掺杂浓度的关系

  Figure 9  Dependence of the energy transfer efficiency of Tm³⁺-Dy³⁺, Tm³⁺ emission intensity and Dy³⁺ emission intensity on the Dy³⁺ doping concentration for Sr₃Y(BO₃)₃:0.08Tm³⁺, yDy³⁺ phosphors

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  图 10  Dy³⁺的I_S0/I_S与C^6/3 (a), C^8/3 (b)和C^10/3 (c)的拟合曲线

  Figure 10  Dependence of I_S0/I_S vs C^6/3 (a), C^8/3 (b) and C^10/3 (c)

  C=C_Tm³⁺+C_Dy³⁺

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  表 1  Sr₃Y(BO₃)₃:xTm³⁺:yDy³⁺荧光粉中的有效离子半径

  Table 1.  Effective ions radius in Sr₃Y(BO₃)₃:xTm³⁺:yDy³⁺ phosphors nm

  Site	CN	Sr2+	Y3+	Tm3+	Dy3+	Ba2+
  18f	8	0.126		0.099	0.103	0.142
  3a/3b	6		0.09	0.088	0.091

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  表 2  封装与市售LED的显色指数测量值

  Table 2.  Color rendering index measurement values of the encapsulated and commercial LEDs

  	R1	R2	R3	R4	R5	R6	R7	R8	Ra
  Encapsulated	65	77	86	58	77	72	73	70	72.2
  Commercial	74	77	77	78	77	71	84	67	75.5

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