新型碱金属碱土金属硼酸盐材料结构与荧光性质研究

本项目以全新结构的碱金属碱土金属硼酸盐为研究对象，以宏观性质与微观结构之间的关系为主线，从结构分析角度，深入研究荧光粉的晶体结构与发光性质之间的关系，探索新的光转换荧光体。利用X射线衍射研究碱金属碱土金属硼酸盐体系三元系固相线下相关系，从中发现具有BO4功能基元以及多种碱土金属离子格位的新化合物，并对其结构和物性进行研究。利用晶体中碱土金属的不同晶体学位置所处的晶场不同，通过多样化离子掺杂调控发光波长，寻找新的廉价高效的三基色发光材料。主要针对目前光转换型白光LED色温偏高而寻找合适的红色荧光粉，以实现暖白光照明。并探索单一基质白光发射荧光体以及在同一基质上通过不同离子掺杂而实现三基色发光的材料。通过对样品掺杂后结构变化的研究，揭示晶场环境对离子发光的影响，以及基质结构与浓度猝灭行为的关系。

本项目以全新结构的碱金属碱土金属硼酸盐为研究对象，在相关体系三元系固相线下相关系研究的基础上，对具有BO4功能基元以及多种碱土金属离子格位的新化合物的结构和物性进行研究。对以Na3SrB5O10、NaSrB5O9、NaSr4-xBax(BO3)3(0<=x<=4)和KSr4(BO3)3为基质的新荧光材料进行了系统研究，利用晶体中碱土金属离子的不同晶体学位置所处的晶场不同，通过多样化离子掺杂调控发光波长，制备出全新白光LED用光转换荧光体。包括色纯度好的红色荧光体KSr4(BO3)3:Eu3+、蓝色荧光体KSr4(BO3)3:Tm3+、黄色荧光体KSr4(BO3)3:Dy3+和绿色荧光体KSr4(BO3)3:Tb3+。发现以具有多种碱土金属离子晶格位置的KSr4(BO3)3作为基质，可以通过不同离子掺杂实现三基色的发光，并由此获得了单一基质的白光发射荧光体KSr4(BO3)3:Dy3+,Tm3+,Eu3+，可在紫外光激发下实现暖白光发射。通过对掺杂后晶体结构的深入研究，达到了对硼酸盐体系晶体结构和发光性质之间的关系的进一步认识，圆满完成了预期研究目标。在国外SCI收录期刊上发表文章9篇，其中三篇影响因子在4以上。申请国内发明专利两项。