Tm3+-Tb3+-Eu3+共摻含Na3Gd(PO4)2晶相熒光玻璃陶瓷的制備及發(fā)光性能

陳 曦 張洪波 賈文韜 夏宇行 蘇春輝

(長春理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，長春 130022)

0 引言

近年來，白光發(fā)光二極管(LED)的使用正在迅速增加，與其他傳統(tǒng)照明源相比，其具有體積小、能源效率高、使用壽命長、亮度高、響應(yīng)時間短、價格低廉等優(yōu)點，因此受到人們的廣泛關(guān)注[1-3]。目前有3種方法可實現(xiàn)白光LED：(1)通過組合三基色紅、綠、藍LED芯片來實現(xiàn)白光；(2)通過藍色LED芯片激發(fā)黃色熒光粉形成。(3)利用近紫外LED芯片激發(fā)三基色熒光粉得到白光。然而這些方法所獲得的白光，均存在發(fā)光強度不穩(wěn)定、封裝熒光粉的樹脂易老化、顯色指數(shù)低、熒光粉分布不均勻和色溫較高等問題。因此，開發(fā)新材料來解決這些問題至關(guān)重要。稀土摻雜的玻璃陶瓷具有透過率高、化學(xué)穩(wěn)定性好、機械強度高、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點，因此，被認(rèn)為是一種很有前途的替代熒光粉的新材料[4-5]。所以研究稀土摻雜玻璃陶瓷來實現(xiàn)白光輸出是一個新的探索方向。

為實現(xiàn)白光發(fā)射，在稀土元素中通常選擇能發(fā)射紅、綠、藍顏色光的稀土離子，其中鑭系元素中Eu3+離子由5D0能級躍遷至7F2能級可發(fā)出紅光[6-7]，Tm3+離子由1D2能級躍遷至3F4能級產(chǎn)生藍光，Tb3+離子由5D4能級躍遷至7F5能級產(chǎn)生綠光，它們可以摻雜在基質(zhì)材料中實現(xiàn)白光發(fā)射[8]。如2019年，Wu等通過固相反應(yīng)合成了Tm3+、Tb3+、Eu3+摻雜的K3La(PO4)2熒光粉，研究了其發(fā)光性能和傳遞機制，通過調(diào)節(jié)Tm3+、Tb3+、Eu3+的摻雜濃度，實現(xiàn)白光發(fā)射[9]；2017年，Liu等通過高溫熔融技術(shù)和隨后的熱處理方法制備了Tm3+、Tb3+、Eu3+摻雜的含NaZnPO4晶相透明玻璃陶瓷，研究了其發(fā)光性能和量子效率，通過改變稀土離子的濃度比，實現(xiàn)了淺藍光到白光的轉(zhuǎn)變，證實了Tm3+、Tb3+、Eu3+三摻玻璃陶瓷有希望成為白光LED、發(fā)光材料和熒光顯示領(lǐng)域的候選材料[10]。

磷酸鹽材料的矩陣結(jié)構(gòu)可以為稀土離子的發(fā)光提供更加合適的晶體場環(huán)境，它的多聲子無輻射弛豫很小，可以將能量轉(zhuǎn)移給稀土離子來增加其發(fā)光強度[11-15]。磷酸鹽玻璃陶瓷在熔融溫度、可見光透過率、離子摻雜濃度、發(fā)射和吸收截面等方面具有很大的優(yōu)越性。目前摻雜稀土離子可以實現(xiàn)白光的磷酸鹽熒光粉已經(jīng)被廣泛地研究，如 Na3Gd(PO4)2∶Ce3+/Eu3+[16]、Na3La(PO4)2∶Tb3+/Eu3+[17]、Na3Gd(PO4)2∶Dy3+/Tm3+[18a]。但含 Na3Gd(PO4)2晶相的發(fā)光玻璃陶瓷研究報道不多[18b-d]。

采用熔融晶化法合成了Tm3+-Tb3+-Eu3+摻雜含Na3Gd(PO4)2晶相的透明玻璃陶瓷，討論了熱處理溫度和時間對玻璃陶瓷析晶行為的影響，解釋了玻璃陶瓷發(fā)光性能比玻璃增強的原因。同時研究了稀土離子在材料中的發(fā)光特性和能量轉(zhuǎn)換，表明該玻璃陶瓷材料在紫外光激發(fā)的白光LED及其他光學(xué)器件中具有應(yīng)用潛力。

1 實驗部分

1.1 樣品制備

通過熔融-晶化法制備了Tm3+-Tb3+-Eu3+摻雜含Na3Gd(PO4)2晶相的透明玻璃陶瓷。所使用的Na2CO3、SiO2、H3BO3、Gd2O3、P2O5和 Sb2O3均為分析純，而Eu2O3、Tb4O7、Tm2O3純度均為99.999%。其中Gd2O3、P2O5和 Na2CO3是結(jié)晶相的主要成分；SiO2是玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的組成成分；H3BO3是助熔劑，可以降低玻璃的熔化溫度和黏度；Sb2O3是澄清劑，能夠排出前驅(qū)體玻璃分解形成的氣泡和提高玻璃陶瓷透過率。表1列出了前驅(qū)體玻璃的原料的組成，所摻雜的稀土化學(xué)原料為外加。按表1的配比稱取原料，在瑪瑙研缽中充分混合研磨均勻，隨后倒入剛玉坩堝中，將坩堝放入電阻爐中梯度升溫至1 450℃保溫1 h，將玻璃熔體倒入事先預(yù)熱的銅制磨具壓制成型，并放入450℃馬弗爐中進行退火處理，冷卻至室溫，制得前驅(qū)體玻璃(PG)，再將其熱處理后得到玻璃陶瓷(GCs)。

表1 PG中原料的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(%)Table 1 Molar fraction(%)of raw materials in PG

1.2 性能測試

采用美國TA公司的SDT-2960型熱分析儀測定PG樣品的DSC曲線，確定PG的熱處理溫度。使用日本Rigaku公司生產(chǎn)的D/max-2500型X射線衍射儀(XRD)，CuKα1靶輻射(λ=0.154 nm)，電壓為30 kV，電流為20 mA，測試角度為10°≤2θ≤80°，確定GCs中析出的晶相。使用日本島津公司UVmini-1240型紫外可見分光光度計測試樣品的透過率。使用日本JEOL生產(chǎn)的JSM-7610F型場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)對晶粒的微觀形貌進行觀察，工作電壓為10 kV。采用日本日立公司的FL7000型熒光光譜儀對樣品的激發(fā)光譜、發(fā)射光譜和熒光壽命進行測定。采用絕對光致發(fā)光量子測量系統(tǒng)(C9920-02，Hamamatsu Photonics K.K.,Japan)測量樣品的量子效率。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品熱處理溫度和時間的確定

圖1為0.2% Tm2O3-0.2% Tb4O7-0.2% Eu2O3摻雜PG樣品的DSC曲線。從圖1中可以看到，曲線上有明顯的放熱峰，該放熱峰的起始溫度是734℃(Tx=734℃)，峰溫為742℃(Tp=742℃)，表明在該溫度附近PG中有晶相生成。為了獲得透光率高的GCs樣品，選擇略低于放熱峰的740℃作為熱處理溫度。

圖1 0.2% Tm2O3-0.2% Tb4O7-0.2% Eu2O3摻雜PG的DSC曲線Fig.1 DSC curve of 0.2% Tm2O3-0.2% Tb4O7-0.2% Eu2O3 doped PG

圖2a為0.2% Tm2O3-0.2% Tb4O7-0.2% Eu2O3摻雜PG在740℃下熱處理1、2、3和4 h后得到的GCs的XRD圖。從圖2a中可以觀察到樣品中有明顯的衍射峰出現(xiàn)，所有的衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)卡片(PDF No.38-0059)相符，確定了樣品中析出了Na3Gd(PO4)2晶體，該晶體的晶胞參數(shù)為a=b=1.301 6 nm，c=1.062 7 nm，α=β=γ=90°，屬于四方晶系結(jié)構(gòu)。隨著熱處理時間的增加，晶粒長大且數(shù)量增多，衍射峰強度逐漸增強，但衍射峰的位置沒有發(fā)生改變，即晶相不發(fā)生改變。圖2b為PG中摻入稀土離子后在740℃下熱處理3 h的XRD圖，由圖2b可知，摻入的稀土離子并沒有對晶相的結(jié)構(gòu)造成影響，這是由于摻入的Tm3+(0.088 nm)、Tb3+(0.092 3 nm)、Eu3+(0.094 7 nm)與樣品中的Gd3+(0.093 8 nm)具有相似的離子半徑以及相同的價態(tài)，少量的稀土離子進入晶相時可以占據(jù)Gd3+離子的位置，因此，稀土離子的加入并沒有改變GCs的晶相結(jié)構(gòu)。

圖2 GCs的XRD圖:(a)740℃熱處理不同時間;(b)摻雜不同稀土離子Fig.2 XRD patterns of GCs:(a)heat treatment at 740℃for different times;(b)doping different rare earth ions

圖3為0.2% Tm2O3-0.2% Tb4O7-0.2% Eu2O3摻雜PG在不同熱處理時間下得到的GCs的SEM照片。由圖3可知，隨著熱處理時間的延長，晶粒從較小的尺寸逐漸長大，當(dāng)熱處理時間達到3 h時，晶粒明顯增多，分布均勻。當(dāng)熱處理時間為4 h時，晶粒尺寸增大，其中部分晶粒發(fā)生接觸現(xiàn)象，導(dǎo)致聚集現(xiàn)象發(fā)生。

圖3 GCs的SEM照片F(xiàn)ig.3 SEM images of GCs

圖4為0.2% Tm2O3-0.2% Tb4O7-0.2% Eu2O3摻雜PG樣品及在740℃熱處理1、2、3和4 h制得的GCs的光透過率曲線。由于晶體中的晶粒尺寸小于可見光的波長，因此GCs在可見光區(qū)域有很好的光透過率。在359、374、464和496 nm處可以觀察到4處吸收峰，分別對應(yīng)著3H6→1D2(Tm3+)和7F6→5D3(Tb3+)、7F0→5D2(Eu3+)和7F6→5D4(Tb3+)的能級躍遷。隨著熱處理時間的增加，樣品中晶粒生長，光散射和光衍射的現(xiàn)象增加，光的損失率升高，造成了樣品中的透過率降低，當(dāng)熱處理時間為3 h時，GCs的光透過率在可見光范圍內(nèi)接近78%。從SEM照片看出，熱處理時間延長至4 h時，晶粒的尺寸增大，出現(xiàn)了重疊和聚集，所以光的透過率下降。結(jié)合XRD、SEM和光透過率曲線綜合分析，確定PG最佳熱處理制度為740℃/3 h。

圖4 PG和GCs的透過率曲線Fig.4 Transmittance curves of PG and GCs

2.2 發(fā)光性能

圖5為分別單摻PG的Tm3+、Tb3+或Eu3+的發(fā)射光譜以及相應(yīng)GCs的Tm3+、Tb3+、Eu3+的激發(fā)和發(fā)射光譜。從圖5a可知，Tb3+在546 nm監(jiān)測下，在346、362、368、374、496 nm均有特征峰，對應(yīng)Tb3+從7F6基態(tài)分別向5D1、5D2、5G6、5D3、5D4發(fā)生的能級躍遷。在374 nm激發(fā)下，Tb3+發(fā)射光譜中的特征峰位于495、546、588、615 nm處分別對應(yīng)5D4能級到7F6、7F5、7F4、7F3發(fā)生的能級躍遷[19]。Eu3+在614 nm監(jiān)測下，激發(fā)光譜的特征峰出現(xiàn)在361 nm(7F0→5D4)、387 nm(7F0→5L7)、394 nm(7F0→5L6)、416 nm(7F0→5D3)、464 nm(7F0→5D2)、535 nm(7F0→5D1)處(圖 5b)。在 394 nm 激發(fā)下，發(fā)射光譜的特征峰位于588、591、614 nm處，分別對應(yīng)5D0→7FJ(J=0～2)能級躍遷[20]，在654和678 nm處存在強度較弱的衍射峰，對應(yīng)5D0→7F3、5D0→7F4能級躍遷。由圖5c可知，Tm3+在454 nm監(jiān)測下，激發(fā)光譜中的特征峰位于359 nm處，對應(yīng)3H6→1D2能級躍遷。在359 nm激發(fā)下發(fā)射光譜中的特征峰位于454、476 nm，歸因于 Tm3+的1D2→3F4、1G4→3H6能級躍遷[21]。

從圖5中可以觀察到GCs的發(fā)射光譜強度明顯高于PG，這是由于GCs中有Na3Gd(PO4)2晶相析出，而晶體的聲子能量要比PG的低，并且一部分稀土離子可能進入Na3Gd(PO4)2晶體中，導(dǎo)致其周圍聲子能量降低，降低了多聲子弛豫和無輻射躍遷的幾率，使GCs具有比PG更強的發(fā)光性能。

圖5 單摻PG的發(fā)射光譜及相應(yīng)的GCs的激發(fā)和發(fā)射光譜:(a)Tb4O7、(b)Eu2O3、(c)Tm2O3Fig.5 Emission spectra of PG with single doping,and corresponding excitation and emission spectra of GCs:(a)Tb4O7,(b)Eu2O3,(c)Tm2O3

圖6為Tm3+、Tb3+、Eu3+單摻雜GCs的激發(fā)光譜。從圖6中可以觀察到Tm3+、Tb3+、Eu3+單摻的激發(fā)光譜在358～361 nm內(nèi)有部分重疊的區(qū)域，即3H6→1D2(Tm3+)與7F6→5D2(Tb3+)和7F0→5D4(Eu3+)。因此，為了讓 Tm3+、Tb3+、Eu3+同時被激發(fā)，選擇Tm3+的激發(fā)波長359 nm作為三摻樣品的激發(fā)波長。

圖6 (a)Tm3+、(b)Tb3+、(c)Eu3+單摻雜GCs的激發(fā)光譜Fig.6 Excitation spectra of(a)Tm3+,(b)Tb3+ and(c)Eu3+ single doping GCs

圖 7a為 0.2% Tm2O3-0.2% Tb4O7-z% Eu2O3(z=0.2、0.45、0.7、0.95、1.2)摻雜GCs的發(fā)射光譜。從圖7a中可以看到5個明顯的發(fā)射峰，分別對應(yīng)1D2→3F4(Tm3+)、5D4→7F6(Tb3+)、5D4→7F5(Tb3+)、5D0→7F1(Eu3+)和5D0→7F2(Eu3+)的能級躍遷。圖7b為發(fā)射峰隨Eu2O3濃度變化的曲線，由圖可知，隨著Eu2O3濃度的增加，Tm3+(454 nm)和 Tb3+(546、488 nm)的發(fā)射峰強度明顯減小，而Eu3+在591和614 nm處的發(fā)射峰增強，這說明GCs樣品中可能存在Tm3+→Eu3+和Tb3+→Eu3+的能量傳遞。當(dāng)Eu2O3的濃度達到0.95%時，發(fā)射峰強度最大，繼續(xù)增加Eu2O3的濃度，發(fā)生濃度猝滅，引起Eu3+的特征發(fā)射峰減小，發(fā)射強度降低。

圖7 (a)0.2% Tm2O3-0.2% Tb4O7-z% Eu2O3摻雜GCs的發(fā)射光譜及(b)發(fā)射峰強度隨Eu2O3濃度變化的曲線Fig.7 (a)Emission spectra of 0.2% Tm2O3-0.2% Tb4O7-z% Eu2O3 doped GCs and(b)curves of emission peak intensity changing with Eu2O3 concentration

GCs的熱穩(wěn)定性和量子效率是影響其在白光LED實際應(yīng)用的重要因素。0.2% Tm2O3-0.2% Tb4O7-0.95% Eu2O3摻雜GCs的絕對量子效率可達40.1%，高于已報道的 K3La(PO4)2∶0.1Tm3+，0.3Tb3+，0.07Eu3+熒光粉(38%)[9]。圖8為在359 nm激發(fā)下0.2% Tm2O3-0.2% Tb4O7-0.95% Eu2O3摻雜GCs隨溫度變化(298～473 K)的發(fā)射光譜。從圖8中可以看出，所有發(fā)射光譜均由Eu3+、Tb3+和Tm3+離子的特征躍遷組成，隨著溫度的升高發(fā)射峰位置和分布幾乎保持不變，但強度減弱。內(nèi)插圖為歸一化發(fā)射強度隨溫度的變化關(guān)系，可以清楚地觀察到樣品的發(fā)射強度隨著溫度的升高而降低，這是由于發(fā)生了熱猝滅效應(yīng)。當(dāng)溫度上升到423 K時發(fā)射強度仍然保持在其初始強度的 68%，這個值接近 NaYGeO4∶Eu3+，Tb3+，Tm3+熒光粉(70%)[22]。表明該GCs具有良好的熱穩(wěn)定性及較高的量子效率，在白光LED領(lǐng)域可以作為熒光粉的替代材料。

圖8 0.2% Tm2O3-0.2% Tb4O7-0.95% Eu2O3摻雜GCs的變溫發(fā)射光譜Fig.8 Temperature dependent emission spectra of 0.2% Tm2O3-0.2% Tb4O7-0.95% Eu2O3 doped GCs

2.3 能量傳遞

為了進一步證實GCs中稀土離子間的能量傳遞，測試了359 nm激發(fā)下的不同Eu3+摻雜濃度的Tm3+-Tb3+-Eu3+摻雜 GCs的 Tm3+(454 nm)和 Tb3+(546 nm)的熒光衰減曲線，如圖9所示，由三指數(shù)擬合函數(shù)公式(1)及公式(2)[23-24]，得到GCs的熒光壽命如表2所示：

圖9 359 nm激發(fā)下GCs的Tm3+和Tb3+的熒光衰減曲線Fig.9 Fluorescence decay curves of Tm3+ and Tb3+ of GCs samples at 359 nm excitation

其中I(t)表示不同時間t下的發(fā)光強度，I0是時間t=0時的發(fā)光強度，A1、A2和A3是擬合參數(shù)，τ1、τ2和τ3分別為3種離子的擬合壽命。

從表2中可以看出，Tb3+和Tm3+的熒光壽命隨著Eu3+離子濃度的增加而逐漸降低，這很好地證實了Tb3+和Tm3+在向Eu3+進行能量傳遞。利用Tb3+和Tm3+的熒光壽命和公式(3)，計算出樣品中Tb3+和Tm3+向Eu3+的能量傳遞效率(ηET)，ηET隨Eu3+濃度的變化關(guān)系見圖10[25-26]。

圖10 Tm3+和Tb3+的ηET隨Eu2O3濃度變化的曲線Fig.10 Curves of ηET of Tm3+ and Tb3+ changing with Eu2O3 concentration

其中τS0和τS分別是單摻 Tb3+和 Tm3+及 Tm3+-Tb3+-Eu3+共摻時Tb3+和Tm3+的熒光壽命。從圖10中Tb3+和Tm3+的能量傳遞效率變化可以看出，隨著Eu3+摻雜濃度的增加，Tb3+和Tm3+的能量傳遞效率值在升高，能量供應(yīng)者Tm3+、Tb3+與能量接受者Eu3+之間的平均距離縮短，所以增大了能量傳遞的效率。

離子間的非輻射能量傳遞一般有2種方式，即交換相互作用和多極相互作用。離子間的非輻射能量傳遞的相互作用方式，可以通過臨界距離(Rc)判斷，若Rc＞0.5 nm，為多極相互作用，反之為交換相互作用。Rc可用Blasse方程進行估算[27]:

其中N是單位晶胞中摻雜劑的可用位點數(shù)，V是晶胞體積，Xc是臨界濃度，在本實驗中為Tm3+、Tb3+和Eu3+的最佳濃度和，即0.031。對于Na3Gd(PO4)2基質(zhì)，V=1.800 39 nm3，N=8。經(jīng)計算稀土離子間的Rc約為 2.402 nm，因此說明 Tm3+和 Eu3+、Tb3+和 Eu3+之間的能量傳遞主要受電多極相互作用影響。根據(jù)電多級相互作用的Dexter能量傳遞理論及公式(5)可以推測能量傳遞機理[28]。

其中η0和η分別為單摻Tm3+、Tb3+和Tm3+-Tb3+-Eu3+共摻時Tm3+、Tb3+的發(fā)光量子效率，η0和η的比值可以通過熒光壽命的比值(τS0/τS)估算得出，c為Tm3+、Tb3+和Eu3+的濃度和，n=6、8和10分別對應(yīng)電偶極-電偶極、電偶極-電四極和電四極-電四極的電多極相互作用。τS0/τS與cn/3之間的線性關(guān)系的擬合結(jié)果如圖11所示。從圖11中可以看出，n=10時，呈現(xiàn)最佳的線性關(guān)系，表明Tb3+→Eu3+和Tm3+→Eu3+的能量傳遞均屬電四極-電四極相互作用。

圖 11 τS0/τS與cn/3的線性關(guān)系:(a)Tb3+;(b)Tm3+Fig.11 Linear relationship of τS0/τS and cn/3:(a)Tb3+;(b)Tm3+

圖12為在359 nm激發(fā)下Tm3+、Tb3+、Eu3+的能級圖。在Tm3+-Tb3+-Eu3+摻雜含Na3Gd(PO4)2晶相的GCs中，可能存在的能量傳遞機理如下：

圖12 359 nm激發(fā)下Tm3+、Tb3+和Eu3+的能級圖Fig.12 Energy level diagram of Tm3+,Tb3+ and Eu3+ at 359 nm excitation

(1)Tb3+→Eu3+

在359 nm激發(fā)后，Tb3+的5D3激發(fā)態(tài)能級通過非輻射弛豫到5D4能級，通過交叉弛豫將吸收的能量轉(zhuǎn)移給了Eu3+的激發(fā)態(tài)5D1和5D0能級，所以增強了Eu3+的發(fā)光強度[29]。由Tb3+的5D4能級到Eu3+的5D0和5D1能級的能量傳遞機制可用公式(6)、(7)表示：

(2)Tm3+→Eu3+

在359 nm激發(fā)時，處于基態(tài)的Tm3+被激發(fā)到1D2能級。Tm3+的1D2能級可直接通過非輻射躍遷將部分能量轉(zhuǎn)移到Eu3+離子的5D2能級，也可以非輻射躍遷的方式衰減到1G4亞穩(wěn)態(tài)，再從1G4(Tm3+)通過非輻射躍遷將部分能量轉(zhuǎn)移到Eu3+離子的5D2能級。由 Tm3+到 Eu3+能量傳遞機制可用公式(8)、(9)表示[30]：

2.4 色度坐標(biāo)

圖13為GCs的色度坐標(biāo)，表3為特定點的色度坐標(biāo)值?？梢杂^察到，單摻樣品的A(Tm3+)、B(Tb3+)、C(Eu3+)的色度坐標(biāo)分別落在藍光、綠光、紅光區(qū)域。隨著樣品中Eu3+濃度的增加，三摻GCs的色坐標(biāo)，從藍綠區(qū)向白光區(qū)移動，當(dāng)Tm2O3、Tb4O7、Eu2O3摻雜濃度分別為0.2%、0.2%和0.95%時，色度坐標(biāo)為(0.333 2，0.318 8)，接近于標(biāo)準(zhǔn)白光(0.333 3，0.333 3),繼續(xù)增加Eu2O3濃度，色度坐標(biāo)開始向紅光區(qū)域偏移。這一現(xiàn)象表明通過調(diào)節(jié)稀土離子之間的濃度比，可以實現(xiàn)顏色可調(diào)。因此該GCs在白光LED領(lǐng)域和顯示器領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用。

表3 GCs樣品的CIE坐標(biāo)Table 3 CIE coordinates of GCs samples

圖13 GCs的色坐標(biāo)Fig.13 Chromaticity coordinates of GCs

3 結(jié)論

采用熔融晶化法成功制備了Tm3+-Tb3+-Eu3+摻雜的含Na3Gd(PO4)2晶相的GCs。利用DSC、XRD、SEM和透過率曲線研究了不同析晶時間對GCs微觀形貌的影響，并確定最佳析晶溫度和保溫時間為740℃/3 h。當(dāng)Tm2O3和Tb4O7摻雜濃度恒定時，在359 nm激發(fā)下，隨著Eu2O3摻雜濃度的升高，Tb3+和Tm3+的熒光壽命隨Eu2O3濃度的增加而逐漸減小，說明Tm3+→Eu3+、Tb3+→Eu3+存在能量傳遞。根據(jù) Dexter能量傳遞理論，證明了Tm3+→Eu3+和Tb3+→Eu3+屬于電四極-電四極相互作用。當(dāng)Tm2O3、Tb4O7、Eu2O3摻雜濃度分別為0.2%、0.2%和0.95%時，GCs的色坐標(biāo)為(0.333 2，0.318 8)，接近標(biāo)準(zhǔn)白光。因此，通過調(diào)節(jié)稀土離子的摻雜含量可以實現(xiàn)發(fā)光顏色的可控調(diào)節(jié)。