Eu2+掺杂的Ca-α-SiAlON和Mg-α-SiAlON荧光粉的光学性质和电子结构

α-SiAlON是一种典型的新型硅氮氧荧光体基底材料。通过高温固相反应法合成了化学式为M0.75Eu0.05Si9.6Al2.4O0.8N15.2(M=Ca,Mg)的黄色氮氧化物荧光粉Ca-α-SiAlON:Eu2+和Mg-α-SiAlON:Eu2+。通过光致发光谱图发现,Ca0.75Eu0.05Si9.6Al2.4O0.8N15.2的发光强度比Mg0.75Eu0.05Si9.6Al2.4O0.8N15.2高得多。然后使用基于密度泛函理论的CASTEP程序,计算了两种荧光粉的能带结构和态密度。通过对态密度的分析,发现Ca的分波态密度对总态密度的贡献比Mg的大,这是因为Ca的3d能级和Eu的5d能级更接近,两者充分混合,增大了Eu的5d能带的态密度,从而解释了Ca-α-SiAlON:Eu2+的光学性能好于Mg-α-SiAlON:Eu2+的本质原因。