《JMCC》一种很有前途的无稀土双钙钛矿蓝色荧光粉！

本文研究了掺Sb3+的无铅双钙钛矿型Cs2NaInCl6的光致发光性能。基质的晶体结构为立方双钙钛矿，具有Fm3m对称性。它是一种宽禁带化合物（Eg≈5.1 ev），Sb3+可产生很强的紫外吸收。通过3P1→1S0跃迁，辐射弛豫回到5s2基态，产生强烈的蓝光，中心波长为445nm，光致发光量子产率为79%。0.94 eV的Stokes位移比相应的空位有序双钙钛矿Cs2NaInCl6要小33%。斯托克斯位移的减少可能是由于Sb3+的配位数从Cs2NaInCl6中的6配位变化到Cs2NaInCl6中的5配位。

       除了高量子产率外，Cs2NaInCl6:Sb3+还具有优异的空气/湿度稳定性，并且可以从溶液中制备；其特性使其成为应用于近紫外激发的一种有前途的蓝色荧光粉。相关论文以题目为“High-Efficiency Blue Photoluminescence in the Cs2NaInCl6:Sb3+ Double Perovskite Phosphor”发表在Journal of Materials Chemistry C期刊上。

       双钙钛矿基质的研究一直很困难，因为这些化合物中的许多都具有固有的水分不稳定性。例如，双钙钛矿Cs2NaMCl6:Sb3+和Cs2NaMBr6:Sb3+（M=Sc，Y，La）具有令人难以置信的吸湿性，使表征复杂化，限制了潜在应用。Blasse等人尝试在超干条件下合成Cs2NaSbX6（X=Cl，Br），但测量表明存在热力学稳定的Cs3Sb2X9相。虽然这些相是非发光的，但它可以提供一个非辐射衰变途径。似乎大量的Sb3+的加入会迅速破坏大多数Cs2NaMX6（X=Cl，Br）系统的稳定性，因此有必要对替代宿主进行调查结构。发展化学稳定的双钙钛矿与Sb3+阳离子的同价掺杂位置将减轻对电荷补偿氯空位缺陷的需要，从而可以比较分析配位数对光致发光性能的影响。这一目标使我们研究了掺杂到无铅卤化物双钙钛矿基质Cs2NaInCl6中的Sb3+离子的光学性质。研究表明，Cs2NaInCl6:Sb3+是一种很有前途的无稀土蓝色荧光粉。

图1。（a）合成过程中添加不同量Sb2O3的Cs2NaInCl6:Sb3+样品的X射线粉末衍射图，以及用Rietveld法对无Sb基体进行Rietveld精制得到的衍射图。样品（1）～（8）中的峰均为立方双钙钛矿相。样品（9）中的附加峰由Cs3Sb2Cl9的存在而产生。（下）Cs2NaNiCl6:Sb3+样品的晶格参数和计算的Sb3+掺入百分比；晶格常数误差条小于符号。

图2。用Kubelka-Munk变换对不同浓度Sb3+样品的Cs2NaNiCl6:Sb3+漫反射数据进行吸收拟合。

图3。不同浓度Sb3+对Cs2NaNiCl6:Sb3+的激发光谱。

图4。（a）Cs2NaInCl6:Sb3+的CIE图，其中CIE坐标（0.148，0.067）用正方形标记。（b）作为温度函数的归一化、积分强度。（c）样品（6）的寿命测量。（d）由一个近紫外发光二极管（λex=370 nm）和三种荧光粉Cs2NaInCl6:Sb3+、Sr2Si5N8:Eu2+和β组成的pc-LED原型的发光光谱-SiAlON:Eu2+。插图是在20毫安正向偏压下的白色pc-LED的照片。（a）部分CIE图上的圆圈显示了该pc-LED的CIE坐标（0.3890，0.4009）。

当Sb3+离子掺杂到有序双钙钛矿型Cs2NaNiCl6基体中时，观察到内部PLQY为79的亮蓝色发光。在HCl溶液中，约5%的In3+离子可被Sb3+取代，但当Sb含量大于~3%时，PL开始下降。与Sb3+离子可能为5-配位的Cs2SnCl6:Sb3+荧光粉相比，Cs2SnCl6:Sb3+的Stokes位移更小，导致蓝色发射而不是橙红色，量子效率提高了一倍多。Cs2SnCl6:Sb3+荧光粉的发射特性与商用蓝色荧光粉BaMgAl10O17:Eu2+相当这使得它成为商业蓝色荧光粉的一个有吸引力的、不含稀土的替代品。