周诗晖 王 喆 张占辉

(武汉工程大学材料科学与工程学院，武汉 430205)

0 引 言

白光发光二极管(white light-emitting diodes，WLED)具有亮度高、能耗低、寿命长、对生态友好等优点，适合作为新一代照明光源，因而受到了广泛关注[1-5]。现今的商用LED 灯主要通过2种方式实现白光发射：(1)发蓝色光的LED芯片和发黄色光的荧光粉结合；(2)发近紫外光的LED芯片激发红、绿、蓝三基色荧光粉[6-9]。在这些实现白光照明的方式中都离不开荧光粉的作用，因此荧光粉的性能对LED光源的品质有着极为重要的影响。

荧光粉激活剂一般选用稀土离子，这归因于稀土离子所具有的丰富能级。但稀土离子激活的荧光粉的激发光谱和发射光谱有一定重叠，且不同荧光粉之间存在重吸收效应，影响了LED 器件的发光颜色和发光效率[10-12]。另外，稀土荧光粉的昂贵价格也限制了它的推广应用。因此，研究非稀土离子激活的荧光粉是有必要的。

Bi3+作为一种典型的非稀土离子激活剂，其主要荧光发射来自3P1→1S0能级跃迁。由于激发态3P1能级位置受基质晶体结构的影响较大，Bi3+在不同的基质材料中可以表现出从蓝紫色到深红色丰富的发光颜色，其发光波长甚至可以延伸到近红外光区域[13-14]。而且Bi3+掺杂荧光粉的激发光谱通常位于近紫外光区域，适用于被近紫外光芯片激发的LED 器件,例如CaZnGe2O6∶Bi3+[15]、Ca2Al2SiO7∶Bi3+[16]、Cs2SnCl6∶Bi3+[17]等。具有黄长石结构的Bi3+掺杂锗酸盐荧光粉，如Ba2ZnGe2O7∶Bi3+和Ba2-xSrxZnGe2O7∶Bi3+等，又表现出优异的抗温度猝灭性能[18-20]，被认为是一类有应用前景的LED 荧光粉，但Bi3+在这类基质中的发光机理仍有待进一步研究。……