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陆洲、张乐、许乃岑、王丽熙和张其土（通讯作者）于2012年10月在《光谱学与光谱分析》(Spectroscopy and Spectral Analysis)期刊发表了他们的研究成果。研究团队来自南京工业大学材料科学与工程学院和国土资源部南京地质矿产研究所。

这项研究属于材料科学领域，特别是关于白光LED用红色荧光粉的开发。由于传统的红粉如(Ca, Sr)S:Eu²⁺等硫化物稳定性差且发光强度低，而目前商用白光LED普遍采用蓝光LED芯片+YAG:Ce黄色荧光粉的方法制得的白光LED光谱中缺少红区发射，显色指数偏低。因此，急需一种新型红色荧光粉来补偿红光发射和提高光转换效率。钛酸盐因其在近紫外到蓝光范围内具有高效吸收的特性，成为潜在的白光LED用红色荧光粉基质材料。本研究旨在通过高温固相法合成Eu³⁺掺杂的碱土金属钛酸盐红色荧光粉并研究其发光性能。

该研究包括以下主要步骤：首先，采用高温固相法制备了Eu³⁺掺杂的层状钙钛矿M₂TiO₄:Eu³⁺ (M=Ca, Sr, Ba)红色荧光粉。具体方法是以氧化铕(Eu₂O₃)、碳酸钙(CaCO₃)、碳酸锶(SrCO₃)、碳酸钡(BaCO₃)、二氧化钛(TiO₂)为原料，根据化学计量比称取原料，加入适量酒精，在卧式行星球磨机中球磨8小时充分磨细混合，然后将粉体取出、烘干，装入刚玉坩埚，放入马弗炉中分别在800℃、900℃、1000℃、1100℃煅烧2小时，随炉冷却后即得到所需的荧光粉样品。其次，对所得粉体进行表征，使用X射线衍射(XRD)仪进行物相分析，测试条件为Cu-Kα辐射(λ=0.15406nm)，工作电压40kV，工作电流200mA，扫描范围为5～80°；扫描速度5°·min⁻¹。采用紫外-可见分光光度计测量粉体表面的漫反射，并使用Lumina荧光光谱仪测试荧光光谱，狭缝宽度均为5nm，所有测试均在室温下进行。

研究结果表明，在煅烧温度1000℃保温2小时即可得到纯相Sr₂TiO₄和Ba₂TiO₄粉体，但即使进一步升高温度并延长保温时间均无法得到Ca₂TiO₄粉体。Ba₂TiO₄:Eu³⁺粉体在395nm激发下发射594nm(⁵D₀→⁷F₁)和615nm(⁵D₀→⁷F₂)橙红光。Sr₂TiO₄:Eu³⁺粉体区别于通常Eu³⁺的特征发射，在近紫外和蓝光激发下主要发射578nm(⁵D₀→⁷F₀)和626nm(⁵D₀→⁷F₂)的强烈橙/红光，具有更好的红光色纯度和发光强度，其中363nm电荷迁移激发下具有最高的发光效率，是一种适用于近紫外和蓝光LED芯片的红光材料。

本研究的结论是，采用高温固相法在不同的煅烧温度下制备了一系列Eu³⁺掺杂的碱土金属钛酸盐层状钙钛矿M₂TiO₄:Eu³⁺ (M=Sr, Ba)橙红色荧光粉。结果表明，采用高温固相法提高煅烧温度和延长保温时间均无法获得纯相的Ca₂TiO₄粉体，而在1100℃煅烧2小时便能得到纯相四方Sr₂TiO₄和单斜Ba₂TiO₄粉体。Ba₂TiO₄:Eu³⁺粉体在近紫外或蓝光激发下主要发射594nm(⁵D₀→⁷F₁)和615nm(⁵D₀→⁷F₂)橙红光，但具有较低晶体格位对称性的Sr₂TiO₄:Eu³⁺却发射626nm(⁵D₀→⁷F₂)为主的强烈红光，较通常Eu³⁺的特征发射594和615nm有一定红移。Sr₂TiO₄:Eu³⁺比Ba₂TiO₄:Eu³⁺具有更宽的激发范围、更好的红光色纯度和发光强度，是一种能同时适用于近紫外和蓝光芯片激发的白光LED用红色荧光材料。

这项研究的亮点在于成功制备了具有优异发光性能的Sr₂TiO₄:Eu³⁺红色荧光粉，其主要发射峰为626nm，相较通常的Eu³⁺特征发射594和615nm有一定的红移，表现出更好的红光色纯度且发光强度更高，更适用于白光LED的红光补偿材料。此外，研究还发现Sr₂TiO₄比Ba₂TiO₄更适合用作Eu³⁺掺杂红色荧光粉的基质材料。

该研究不仅提供了新的红色荧光粉材料，还详细探讨了其发光机制和应用潜力，为未来白光LED用红色荧光粉的研究和开发奠定了基础。