通过Bi^(3+)发光特征判定“争议”格位——以Ca_2MgSi_2O_7∶Bi^(3+)荧光粉为例（英文）

在以往的研究工作中,人们经常关注给定基质具有多个格位所对应多发光中心的光致发射。取决于所掺杂的基质,多个格位的晶体化合物应该可以提供相应的多发光中心,但某些化合物有时只会表现一个发光中心,由此产生"争议性"发光中心。据以往研究,以稀土离子掺杂而为人所知的经典镁黄长石(Ca_2MgSi_2O_7)长余辉化合物具有"争议性"Ca格位。为此,在本文中以非稀土离子(Bi^(3+))特有的发光特性从侧面来研究Ca_2MgSi_2O_7化合物中的"争议性"Ca格位问题。结果表明,在250和276 nm激发波长激发下,所有的Bi^(3+)掺杂Ca_2MgSi_2O_7样品均有峰位位于582和350 nm的两个Bi^(3+)特征发射带。结合晶体结构分析,光谱结果表明,Ca_2MgSi_2O_7∶Bi^(3+)荧光粉具有对应于六配位和八配位的两个不同Ca2+格位的两个Bi^(3+)发光中心,即,Bi^(3+)(Ⅰ)(~582 nm)和Bi^(3+)(Ⅱ)(~350 nm)发光中心。此外,光谱分析进一步表明,Bi^(3+)(Ⅰ)与Bi^(3+)(Ⅱ)具有单向的能量传递,而且,发现这两个发光中心所对应的相对发射强度是依赖于激发波长和Bi^(3+)掺杂浓度。实验证明了Ca_2MgSi_2O_7晶体化合物具有两个Ca格位,而不是有些工作中所讨论的一个Ca格位。本文工作可以为已知或未知的具有"争议性"格位的晶体化合物的验证提供新的借鉴。