单一结构稀土磷酸盐MPO4的制备，电子结构调制与白光

白光在固体光源等许多领域有重要应用前景。为简化白光的产生过程，我们在ABO4基的单一材料体系进行了前期探索，实现了多色光发射（CC2008;CM2008；APL2007;JPCC 2007）。我们进一步通过表面电子转移和能量传递，在单一结构稀土磷酸盐LaPO4中初步实现了白光（JMC2010），但同时也发现该材料存在激发能量高（激发波长接近400纳米），调变波长范围窄等问题。针对这些问题，本项目将结合我们在半导体固体的能隙窄化和电子转移控制方面的工作基础(APL2005,APL2006,JACS2007)，开展MPO4材料的晶体结构调变，电子结构调制和能量传递等研究，探索表面能级位置变化和能量传递过程的控制新方法，深化色度调变的物理本质认识，多层次揭示电子结构调制对光激发和发射过程的影响规律，在单一稀土磷酸盐固体中稳定实现白光，为白光材料开发及其在未来照明等领域应用提供2-3种新材料体系。

研究开发新型高效荧光纳米发光材料，是解决纳米材料及相关技术发展的关键。本课题针对目前纳米荧光材料研究中存在的结构和电子/能量转移等问题，以MPO4和MVO4等材料为研究对象，开展晶体结构调变，电子结构调制和能量传递等研究，探索了缺陷能级变化和能量传递过程的控制新方法，加深了对荧光强度、色度、发光效率调变的物理本质认识。具体表现在如下几方面：.1、开展了包括(Y,Gd)VO4和BiPO4等多种纳米晶及其自组装结构的制备，对纳米晶表面进行了有机物修饰，研究了纳米晶的结构稳定性，揭示了荧光纳米晶的晶格参数、晶格畸变与粒度之间的依赖关系，寻找到提高荧光纳米材料结构稳定性的新方法；.2、通过稀土离子掺杂和替代，以及V4+离子的引入等，改变了荧光基质材料的能隙宽度，研究了能隙变化对荧光性能的影响，获得了稀土离子掺杂的(Y,Gd)VO4和BiPO4纳米晶的发光特征、效率对能隙宽度的依赖关系；.3、通过表面修饰、样品后处理、合成条件的设计，获得了荧光纳米晶中缺位的引入以及对发光性能影响的认识；发现调控纳米晶的表面结构，可以对发光性能进行有效地优化。在Eu3+掺杂的纳米荧光材料中，引入气泡结构可以提高其发光强度、延长其荧光寿命，获得高外量子效率以及更纯的红光发射。.. 通过上述研究，我们在Inorg. Chem.；CrystEngComm；Crystal Growth & Design等刊物上发表SCI收录论文19篇。有1篇论文作为Featured article发表在Nanotechnology上。申请3项国家发明专利。培养2名博士研究生和1名硕士研究生。按计划圆满完成项目的研究内容，并在国际相关领域取得一定的学术影响。