人工晶体学报

作者：王利, 宋昱轩, 郭会, 杨登涛, 黄旖旎, 杨云伟, 吴冬妮

单位：贵州师范大学物理与电子科学学院，贵阳 550001

关键词：锗酸盐,荧光粉,固态照明,水热法,Bi3+/Eu3+共掺杂,

基金：大学生创新创业训练计划项目(S2024106631139)

通过水热法成功合成了一系列Bi3+/Eu3+共掺杂Zn2GeO4荧光粉（Zn2GeO4∶0.20Eu3+，xBi3+，x=0.05~0.30），结合X射线衍射（XRD）、激发/发射光谱、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDS）及第一性原理计算，研究了其结构、形貌、发光性能及能带调控机制。研究结果表明，Eu3+和Bi3+已成功掺杂进入Zn2GeO4基质晶格，其中Eu3+占据Zn2+的晶格位点，且Bi3+掺杂未引起杂相。通过第一性原理计算得出Zn2GeO4∶0.20Eu3+，xBi3+为间接带隙，费米能级（0.368 8 eV）穿越导带，表现出近金属性，增强了发光性能。在最佳Bi3+掺杂浓度（x=0.30）时，Bi3+作为高效的敏化剂，将吸收的紫外光能量传递给Eu3+的激发态能级（5D2和5D1），使Eu3+在384 nm（7F0→5D2）和534 nm（7F0→5D1）处的激发响应及特征红光发射（5D0→7F2，616 nm）显著增强。该荧光粉具有的高效红光发射和可调发光能力，为固态照明材料设计提供新思路。

来源：2025年第12期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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