Energy transfer mechanism and tunable luminescence in Cs2NaGdCl6 double perovskite codoped with Sb3+ and Er3+

开发高效、稳定且发光颜色可调的无铅钙钛矿荧光粉是推动其在新一代发光器件中应用的核心挑战。本研究采用微波固相法成功合成了一系列不同浓度的 Er3+ 掺杂 Cs2NaGd0.985Cl6:0.015Sb3+ 荧光粉。XRD 结果表明，Er3+ 的引入未引起晶体结构变化或产生杂质相。在 336 nm 紫外光激发下，该材料同时展现出源于基质自陷态激子（STE）的 460 nm 宽带蓝光发射和 Er3+ 离子的特征绿光/红光发射（524 nm, 550 nm, 667 nm）。通过研究浓度依赖的发光行为，发现最优 Er3+ 掺杂浓度为 0.03，此时发光强度最大，量子效率（PLQY）达到 37.09%；其浓度猝灭机制被证实为电偶极-电偶极相互作用。在该优化浓度下，证实了从基质 STE 到 Er3+ 离子之间存在有效的能量传递通道，能量传递效率为 24.58%。此外，优化样品 Cs2NaGd0.955Cl6:0.015Sb3+,0.03Er3+ 表现出良好的热稳定性，在 423 K 高温下的发光强度仍能维持室温（298 K）下的 69.4%。更为重要的是，通过调节Er3+掺杂浓度，成功实现了发光颜色从蓝光（CIE: 0.160, 0.194）到绿光（CIE: 0.215, 0.374）的可调谐。本研究不仅阐明了 Sb3+/Er3+ 共掺杂双钙钛矿中的能量传递机制，而且所制备的高稳定性、颜色可调的荧光粉展现出在绿光发光二极管（LED）中的应用潜力。