用于近紫外LED的高发光Ba2SiO4?δN2/3δ:Eu2+荧光粉：N3?取代导致光致发光增强的机理

摘要： 成功制备并表征了不同N3?含量的Ba?SiO??δN?/?δ:Eu2?（BSON:Eu2?）材料。Rietveld精修表明N3?离子部分取代了SiO?四面体中的O2?离子，因为Si-(O,N)键长（平均值=1.689 ?）较Si-O键长（平均值=1.659 ?）略有延长，导致Ba(2)-O键长从2.832 ?微缩至2.810 ?。通过二次离子质谱（SIMS）测定100 nm至2000 nm晶粒深度范围内BSON:Eu2?荧光粉的平均N3?含量：使用100% α-Si?N?合成为0.064，使用50% α-Si?N?与50% SiO?合成为0.035，使用100% SiO?合成为0.000。红外（IR）和X射线光电子能谱（XPS）测量验证了Rietveld精修结果：850 cm?1处新出现的IR振动模式（Si-N伸缩振动）及N3?取代导致的98.6 eV结合能（Si-2p）。此外，在紫外区，N3?取代的BSON:Eu2?（使用100% α-Si?N?合成）荧光粉吸光度约为BSO:Eu2?（使用100% SiO?合成）的两倍。令人惊讶的是，由于N3?取代，BSON:Eu2?（使用100% α-Si?N?合成）的光致发光（PL）和LED-PL强度约为BSO:Eu2?（使用100% SiO?合成）的5.0倍。通过Williamson-Hall（W-H）方法估算的压缩应变随Ba?SiO?基质中N3?含量增加而略微增大，证实N3?离子对BSON:Eu2?荧光粉PL强度的大幅增强起重要作用。这些荧光粉材料可作为开发新型荧光粉及应用于近紫外白色LED领域的突破口。