引用本文
张礼刚, 赵谡玲, 徐征, 朱薇, 柏永清, 曲蛟, 范虹. ScF3, NaScF4, (NH4)2NaScF6的可控合成与上转换发光性能的研究 [J]. 光谱学与光谱分析, 2018,38(2): 401-406.
ZHANG Li-gang, ZHAO Su-ling, XU Zheng, ZHU Wei, BAI Yong-qing, QU Jiao, FAN Hong. The Controllable Synthesis and Luminescent Properties of ScF3, NaScF4, (NH4)2NaScF6 Nanaocrysals [J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2018,38(2): 401-406.
Doi:10.3964/j.issn.1000-0593(2018)02-0401-06  
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ScF3, NaScF4, (NH4)2NaScF6的可控合成与上转换发光性能的研究
张礼刚1,2, 赵谡玲1,*, 徐征1, 朱薇1, 柏永清2, 曲蛟2, 范虹2
1. 北京交通大学教育部发光与光信息重点实验室, 光电子技术研究所, 北京 100044
2. 河北建筑工程学院理学院, 河北 张家口 075000
*通讯联系人 e-mail: slzhao@bjtu.edu.cn

作者简介: 张礼刚, 1978年生, 北京交通大学光学工程博士研究生 e-mail: 11118398@bjtu.edu.cn

收稿日期: 2017-07-14 接受日期: 2017-12-21
基金: 国家高技术研究发展计划(863计划) 项目(2013AA032205), 国家重点研发计划(2016YFB0401302), 国家自然科学基金项目(11474018), 北京市科委重大项目(D161100003416001), 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2016JBM066), 河北建筑工程学院校基金项目资助
摘要

钪基氟化物化学性质稳定、 声子能量低、 无辐射弛豫概率较低, 是一种新型高效的基质材料, 并且Sc3+半径较小, 能与多种氨羧络合剂形成稳定的螯合物, 因而具有更加奇特的物理和化学性质, 近年来, 成为许多科学家研究的热点。 以聚乙烯二胺(PEI)作为表面活性剂, 采用水热法在反应温度为200 ℃时成功制备了ScF3∶Yb3+/Er3+, NaScF4∶Yb3+/Er3+, (NH4)2NaScF6∶Yb3+/Er3+纳米上转换发光材料。 通过X射线衍射仪(XRD)、 透射电镜(TEM)、 扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪对所制备样品的晶相、 形貌和发光特性进行了研究, 结果显示: 通过改变反应物NH4F和Ln3+的比例(NH4F/Ln3+=1∶1, 2∶1, 2.5∶1, 3∶1, 4∶1, 6∶1, 10∶1, 20∶1, 30∶1, 40∶1, 50∶1)实现了对样品产物、 晶相、 形貌的控制。 当NH4F/Ln3+为2.5∶1时, 生成了纯立方相的ScF3; 在NH4F/Ln3+为4∶1时, 生成了六角相的NaScF4; 在NH4F/Ln3+为40∶1时, 生成了一种纯立方相的新型基质材料(NH4)2NaScF6, 样品结晶度高, 形貌均一, 有正方形片状和足球状多面体; 在980 nm红外激光的激发下, 不同NH4F/Ln3+比例生成的样品发光呈现桔黄→桔红→绿→黄绿等多种颜色的变化。 实验表明仅改变NH4F一种原料的用量, 就可以生成ScF3∶Yb3+/Er3+, NaScF4∶Yb3+/Er3+和(NH4)2NaScF6∶Yb3+/Er3+ 三种不同的产物, 说明NH4F的用量对产物的生成有决定性的作用, 对晶相的转换、 颜色的调控亦有重要影响。

关键词: 氟化铵; 四氟钪钠; 六氟钪钠二铵; 上转换发光
中图分类号:O611.4 文献标志码:A
The Controllable Synthesis and Luminescent Properties of ScF3, NaScF4, (NH4)2NaScF6 Nanaocrysals
ZHANG Li-gang1,2, ZHAO Su-ling1,*, XU Zheng1, ZHU Wei1, BAI Yong-qing2, QU Jiao2, FAN Hong2
1. Key Laboratory of Luminescence and Optical Information (Beijing Jiaotong University), Ministry of Education, Institute of Optoelectronics Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
2. School of Science, Hebei University of Architecture, Zhangjiakou 075000, China;
Abstract

Scandium fluoride possess chemical stability, with low phonon energy and low potential cytotoxicity, is a new type of high efficient based material, and also distance between Sc3+-Sc3+ ions is also lower. Thus it has more peculiar physical and chemical properties, recently. Recently, Scandium fluoride codoped with Yb3+/Er3+have attracted significant interest and become study hot fields. In the paper, using Polyetherimide (PEI) as surfactant, a series ScF3∶Yb3+/Er3+, NaScF4∶Yb3+/Er3+, (NH4)2NaScF6∶Yb3+/Er3+ nanocrystals were prepared at 200 ℃ by a facile hydrothermal method. By X-ray diffraction (XRD), Transmission electron microscopy (TEM), Scanning electron microscope (SEM) and fluorescence spectrometer, the crystal phase, morphology and luminescent characteristics of prepared samples were investigated. The results showed that the product, phase and morphology of sample can be tailored through varying the ratio of NH4F/Ln3+ (NH4F/Ln3+=1∶1, 2∶1, 2. 5∶1, 3∶1, 4∶1, 6∶1, 10∶1, 20∶1, 30∶1, 40∶1, 50∶1). When the NH4F/Ln3+ ratio were 2.5∶1, the pure cubic phase ScF3 was obtained. When NH4F∶Ln3+ ratio was 4∶1, the hexagonal phases NaScF4 was obtained. When the NH4F∶Ln3+ ratio was 40∶1, the products were changed to pure cubic phase (NH4)2NaScF6. The TEM and the SEM showed that the crystallinity of samples was high and the particle size was uniform. The morphology were square nano piece and polyhedron of football shape in different ratio of NH4F/Ln3+. Meanwhile, the UC fluorescence emission spectra were measured. The color of UC emission were tuned from orange to red, green and yellow in samples by adjusting the ratio of NH4F/Ln3+. It turned out that just change NH4F one raw materials dosage, can generate ScF3∶Yb3+/Er3+, NaScF4∶Yb3+/Er3+, (NH4)2NaScF6∶Yb3+/Er3+ three different kinds of products, which illustrate that NH4F dosage has decisive effect to the type of products. The UC emission intensity and out colour can be also significantly influenced by the ratio of NH4F/Ln3+.

Keyword: NH4F; NaScF4; (NH4)2NaScF6; Upconversion luminescent

引 言

上转换发光, 也就是反Stokes发光, 指材料吸收两个或两个以上的能量较低的光子从而发出高能量光子的发光。 自1966年Auzel在研究钨酸镱钠玻璃时, 偶然发现当Yb3+和Er3+, Ho3+或Tm3+在基质材料中共掺杂时, 在红外光激发下, 其可见光发射强度获得了极大的提高, 由此正式提出了“ 上转换发光” 的概念。 稀土上转换纳米发光材料(UCNPs)以其小尺度的量子效应, 表现出优异的物理和化学性能, 具有毒性低、 背景荧光弱、 化学稳定性好、 Stokes位移大、 发光强度高而稳定等优点。 因而, 在彩色显示、 光电子器件、 生物医学成像、 太阳能电池等领域均存在巨大的应用价值和应用前景, 从而激起了众多学者的研究兴趣, 成为当前的一个研究热点[1, 2, 3, 4, 5]。

稀土上转换纳米发光材料主要由激活剂、 基质、 发光中心等部分组成, 基质材料为激活剂提供合适的晶体场环境并固定激活离子, 使其产生相应的可见光发射。 基质材料一般选择有较低的晶格振动声子能量、 较好的化学稳定性, 与离子匹配的晶格等性能, 如NaGdF4, NaYF4, NaLuF4等作为优异的基质材料已经被人们广泛研究[6, 7, 8, 9]。 NaScF4化学性质稳定、 声子能量低、 较低无辐射弛豫概率, 和NaGdF4, NaYF4和NaLuF4一样, 是一种新型高效的基质材料, 并且Sc3+半径较小, 能与多种氨羧络合剂形成稳定的螯合物, 因而具有更加奇特的物理和化学性质, 但是由于Sc元素提取成本高昂, 在空气中易潮解, 因而对Sc基纳米材料的研究相对较少。 Kale等[10]将Sc3+掺入到NaYF4∶ Yb3+/Tm3+纳米晶中, 破坏了Tm3+局域晶体场的对称性, 提高了上转换发光强度; Teng等[11]采用溶剂热合成了NaScF4∶ Yb3+/Er3+纳米晶, 并且通过调节油酸和十八烯的比例实现了NaScF4∶ Yb3+/Er3+纳米晶从纯单斜相到六角相的转换, 并且发现NaScF4∶ Yb3+/Er3+纳米晶的上转换发射光谱不同于NaYF4∶ Yb3+/Er3+的上转换发射光谱。 艾玉等[12]采用简单的水热法合成了NaScF4纳米晶, 通过掺杂Yb3+/Er3+或Yb3+/Tm3+或Yb3+/Eu3+等实现了NaScF4的多色上转换发光。 Pang等[13]采用一步法成功的合成了具有红色上转换发光特性的NaScF4∶ Yb3+/Er3+纳米晶, 并采用NaScF4∶ Yb3+活性壳包裹, 使得红色发光增强了6.8倍。 Huang等[14]通过调整NaF和稀土离子的比例实现了橘黄-红-绿色的转换。 曹晶晶等[15]采用水热法, 用EDTA作为络合剂, 通过不同Na+/Ln3+和F-/Ln3+掺杂等方式研究ScF3和NaScF4形貌、 相转换和大小。 到目前为止, 研究大浓度NH4F掺杂对NaScF4形貌、 晶相、 光谱影响的文章还未见报道。 本文采用水热法, 以PEI作为络合剂, 通过调节NH4F/Ln3+比例 合成了ScF3, NaScF4, (NH4)2NaScF6纳米晶, 实现了产物、 发光光谱、 形貌、 晶相的调控, 并成功制备了一种新型上转换发光基质材料(NH4)2NaScF6。

1 实验部分
1.1 原料

六水氯化钪(ScCl3· 6H2O, 99.9%), 六水氯化铒(ErCl3· 6H2O, 99.99%), 六水氯化镱(YbCl3· 6H2O, 99.9%)购买于济宁天亿新材料有限公司; 氯化钠(NaCl, 99.9%), 氟化铵(NH4F, 99%), 乙二醇(C2H6O2, 98%), 聚乙烯亚胺(PEI), 无水乙醇(CH3CH2OH, A.R.), 购买于国药集团化学试剂北京有限公司, 去离子水(自制), 主要原料均直接使用, 未做进一步纯化。

1.2 样品的合成

以合成NaScF4∶ Yb3+/Er3+为例, 首先以78∶ 20∶ 2的比例总共称取2 mmol的六水氯化钪, 六水氯化镱和六水氯化铒, 置于100 mL的烧杯中, 加入4 mL纯净水加速溶解, 然后注入20 mL乙二醇, 搅拌10 min, 然后加入0.3 g的聚乙烯亚胺(PEI), 搅拌10 min, 然后加入2 mmol氯化钠, 并搅拌形成均一透明的溶液A; 将8 mmol氟化铵溶于10 mL的乙二醇中, 在快速搅拌下, 慢慢的加入到溶液A中, 搅拌30 min, 形成均匀的溶液B。 将溶液B转移至50 mL具有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中, 在烘箱内200 ℃下反应24小时。 冷却至室温后, 用蒸馏水和乙醇洗涤, 反复洗涤离心3次, 将得到的产物放入干燥箱中, 在60 ℃下干燥12 h, 得到白色粉末。 采用上述方法, 选取NH4F和稀土氯化盐用量的摩尔比例为分别为1∶ 1, 2∶ 1, 2.5∶ 1, 3∶ 1, 4∶ 1, 6∶ 1, 10∶ 1, 20∶ 1, 30∶ 1, 40∶ 1, 50∶ 1制备一系列的钪基上转换纳米晶。

1.3 表征

采用HEOL-3000F透射电镜和Hitachi S-4800扫描电镜表征样品的形貌和尺寸, 采用Mini Flex 600 X射线衍射仪表征材料的结构。 以980 nm半导体激光器作为激发光源, 采用Zolix荧光光谱仪记录上转换发射光谱, 尼康D800E相机记录光谱颜色, 所有样品测试均在室温下进行。

3 结果与讨论

图1为不同NH4F/Ln3+摩尔比合成样品的XRD图谱。 当NH4F/Ln3+从1~2.5时, XRD的衍射峰和JCPDs标准卡片46-1243一致, 未出现其他的杂峰, 从而得到了纯立方相的ScF3; 当NH4F/Ln3+=4时, 样品的XRD图谱产生了新的变化, 其衍射峰和NaScF4标准卡20-1152完全一致, 进而形成了结晶良好的NaScF4, 但除了NaScF4的衍射峰之外, 仍然含有较弱ScF6衍射峰, 说明样品含有少量的ScF3纳米晶; 当NH4F/Ln3+=6时, 除了NaScF4纳米晶的衍射峰之外, 新出现了立方相的(NH4)2NaScF6衍射峰, 样品为NaScF4和(NH4)2NaScF6两种物质的混合相, 当NH4F/Ln3+分别为8, 10, 20和30时, 样品一直持续为到NaScF4和(NH4)2NaScF6两种物质的混合相。 NH4F/Ln3+=30, NaScF4的XRD衍射峰已经很弱了, 绝大部分样品变为(NH4)2NaScF6, 当NH4F/Ln3+=40和50时, 六角相的NaScF4衍射峰完全消失, 样品衍射峰和(NH4)2NaScF6的标准卡片JCPDS 20-0051完全一致, 未出现杂相衍射峰, 样品变为纯立方相的(NH4)2NaScF6纳米晶。

图1 掺杂不同NH4F/Ln3+摩尔比例的NaScF4∶ Yb3+/Er3+纳米晶X射线粉末衍射图Fig.1 X-ray diffraction patterns of NaScF4∶ Yb3+/Er3+ with different mole ratios of NH4F/Ln3+

图2为NH4F/Ln3+比例为1, 2, 2.5, 4, 6, 8, 10, 20, 30, 40和50时的透射电镜照片和扫描电镜照片。 NH4F/Ln3+为1时, 纳米晶近似正方形片状, 粒径大小均一, 约有30 nm, 如图2(a)所示。 当NH4F/Ln3+为2时, 粒径大小没有明显的变化, 形貌发生了较大的改变, 由立方形变成了六角形, 样品形貌比较均一, 但是形貌不太完整, 如图2(b)所示。 当NH4F/Ln3+达到2.5时, 样品粒径有了显著的增大, 约为250 nm, 呈现球形形貌, 当NH4F/Ln3+为4和6时, 样品粒径没有明显变化, 当NH4F/Ln3+为8时, 样品粒径呈现明显的增大, 约为600 nm, 大小较为均一, 有少许的粒径30 nm的小颗粒存在, 当NH4F/Ln3+为10, 20时, 粒径没有明显的变化, 大约有600 nm, 仍然存在粒径30 nm左右的纳米晶, 如图2(h)和(i), 这可能是样品仍然有少量的NaScF4存在, XRD结果亦显示样品是NaScF4和(NH4)2NaScF6混合相。 当NH4F/Ln3+的用量达到40时, 生成了纯立方相的(NH4)2NaScF6纳米晶, 样品粒径大约600 nm。 (NH4)2NaScF6纳米晶是一种新型上转换发光基质材料, 单晶形貌如图3(a), 属Fm-3m群, 是一种面心立方结构, Sc3+分别和周围六个氟离子相连, 构成了[ScF6]3-八面体, 占据了立方体的各个顶角, 而Na离子位于各个[ScF6]3-八面体连线的中心, NH4+填充在由4个[ScF6]3-构成的四面体间隙的中心, 如图3(b)所示。

图2 不同NH4F/Ln3+ 摩尔比例生成的ScF3, NaScF4 , (NH4)2NaScF6纳米晶的透射电镜(TEM), 扫描电镜(SEM)图
NH4F/Ln3+=1 (a); 2 (b); 2.5 (c); 4 (d); 6 (e); 8 (f); 10 (h); 20 (i); 30 (g); 40 (k); 50 (m)Fig.2 Transmission electron microscope (TEM) and Scanning electron microscope(SEM)images of ScF3, NaScF4, (NH4)2NaScF6synthesized with different molar ratios of NH4F/Ln3+
NH4F/Ln3+=1 (a); 2 (b); 2.5 (c); 4 (d); 6 (e); 8 (f); 10 (h); 20 (i); 30 (g); 40 (k); 50 (m)

图3 (NH4)2NaScF6的单晶形貌(a)和晶体结构(b)Fig.3 Single crystal morphology (a) and crystal structure (b) of (NH4)2NaScF6

采用980nm的激光器作为激发源, 探测NH4F/Ln3+=2, 2.5, 4, 6, 8, 10, 20, 30, 40和50时系列样品在400~700 nm范围内的上转换荧光光谱, 如图4(a)和(b)所示, 可观察到410, 520, 541和654 nm四个发光峰, 分别对应着Er3+的2H9/2→ 4I15/2(紫光), 2H11/2→ 4I15/2(绿光), 4S3/2→ 4I15/2(绿光), 4F9/2→ 4I15/2(红光)四个能级跃迁过程, 光谱峰值都有一定的展宽或劈裂, 这是因为离子激发态能级会有一定的分裂现象。 从图4中容易看出, NH4F/Ln3+为2时, 520和541 nm绿光发光峰和654 nm红色发光峰下的面积近似相等, 样品发光呈现黄绿色; 随着比率从2变化到2.5, 绿光强度减弱, 红光增强, 样品发光颜色从桔黄色变为桔红色, 这可能是生成了立方相的ScF3基质所致; 在NH4F/Ln3+为3和4时, 样品发出耀眼的绿光, 红光和绿光强度均明显增强, 而绿色光增强比例远远大于红光, 致使样品整体上看起来发出强烈的绿光, 这是因为样品由立方相的ScF3生成了高效的基质材料— 六角相的NaScF4, 给Yb3+, Er3+提供了合适的晶体场, 大大增加了Er3+的2H11/2→ 4I15/2, 4S3/2→ 4I15/2两个能级的跃迁几率; 随着NH4F/Ln3+持续增加, 样品的发光强度有所减弱, 当NH4F/Ln3+为8时, 红色光强度超过绿色光, 样品的上转换光谱呈现黄色; 当随着NH4F/Ln3+=10和20时, 样品的紫色光强度显著增加, 样品由发射光谱由黄色光变成了黄红色光, 并且发光强度增加, 这可能是样品含有了立方相的(NH4)2NaScF6, 变为NaScF4和(NH4)2NaScF6混合相, 促进了能级跃迁, 尤其是大大促进了2H9/2→ 4I15/2(紫光)能级跃迁; 当NH4F/Ln3+=30时, 样品发射黄绿色光, 这可能是生成了新型基质材料(NH4)2NaScF6产生的光, 随着NH4F/Ln3+比值变成40, 50时, 样品仍发射黄绿光, 但随着NH4F浓度增大, 发光强度有所减弱。

图4 室温下采用980 nm的激光器激发样品在400~700 nm范围内的上转换荧光光谱
(a): NH4F/Ln3+=2, 2.5, 3, 4, 6; (b): NH4F/Ln3+=8, 10, 20, 30, 40, 50Fig.4 Up-conversion fluorescence spectra of samples under diode laser excitation at 980 nm at home temperature
(a): NH4F/Ln3+=2, 2.5, 3, 4, 6; (b): NH4F/Ln3+=8, 10, 20, 30, 40, 50

一般而言, 上转换发光强度I与泵浦光源激发光功率P呈指数关系, 可用公式I=Pn表示, 其中n为常数, 是发射一个可见光光子所吸收近红外光光子的数目; 对此公式两边取常用对数, 可得:lg(I)=nlg(P)从公式中可以看出, 对上转换发光强度和激发功率分别取对数, 进行线性拟合, 所得到的线性方程的斜率就是上转换发光过程所吸收的光子数。 计算后如图5所示, 图5(a)— (d)分别是NH4F/Ln3+为2.5(ScF3), 4(NaScF4), 20(NaScF4与(NH4)2NaScF6), 40((NH4)2NaScF6)时四个样品的发光强度和泵浦功率之间的关系曲线, 样品a绿光(541 nm)和红光(654 nm)斜率分别为2.28和1.67, 由此可以推断绿光为三光子吸收上转换过程, 而红光为双光子吸收过程; 样品(b)绿光(541 nm)和红光(654 nm)斜率分别为1.62和1.4, 则绿光和红光均为双光子吸收过程; 样品(c)绿光和红光的斜率分别为1.73和1.18, 两者均为双光子吸收过程; 样品(d)绿光和红光的斜率分别为2.67和1.75, 则绿光和红光分别为三光子和双光子吸收过程。

图5 980 nm激发下不同NH4F/Ln3+摩尔比例的纳米晶的上转换荧光强度(I)与激发功率(P)的对数关系
(a): NH4F/Ln3+=2.5; (b): NH4F/Ln3+=4; (c): NH4F/Ln3+=20; (d): NH4F/Ln3+=40Fig.5 Logarithm plots of emission intensity (I) versus excitation power (P) under 980 nm excitation of nanoparticles with different ratios of NH4F/Ln3+
(a): NH4F/Ln3+=2.5; (b): NH4F/Ln3+=4; (c): NH4F/Ln3+=20; (d): NH4F/Ln3+=40

从Yb3+/Er3+上转换能级图可以知道, 一个Yb3+基态2F7/2能级上的电子吸收一个980 nm光子泵浦到2F5/2能级, 由于Yb3+的掺杂量明显高于Er3+的掺杂量且Yb3+对近红外光具有较大的吸收截面, 因此, 在近红外光980 nm激发下, Yb3+不断获取能量后, 将能量源源不断地传递给附近的Er3+, 使Er3+连续吸收两个或者三个光子能量后, 向基态跃迁发出红光, 绿光, 紫光。 红光发射的途径只有一个, 即: Er3+基态4I15/2吸收一个光子后跃迁到4I11/2激发态, 弛豫到4I13/2, 然后接受一个Yb3+ 激发态2F5/2传递过来的一个光子的能量之后, 跃迁到4F9/2能级, 再从该能级跃迁到Er3+基态4I15/2, 发出红色光。 绿色光发射的途径也只有一条: 即Er3+基态4I15/2吸收一个光子后跃迁到4I11/2激发态, 然后再接受一个Yb3+激发态2F5/2传递过来的一个光子的能量, 跃迁到4F7/2, 然后通过无辐射跃迁, 弛豫到2H11/2(4S3/2), 从该激发态跃迁到基态, 发出绿色光。 紫色光的途径有两条, 其一是Er3+基态4I15/2吸收一个光子后跃迁到4I11/2激发态, 又非辐射跃迁到4I13/2, 然后接受一个Yb3+激发态2F5/2传递过来的一个光子的能量, 跃迁到4F9/2能级, 又吸收一个从Yb3+传递过来的能量, 跃迁到2H9/2能级, 然后向基态跃迁, 发出紫光。 另一个条是Er3+基态4I15/2吸收一个光子后跃迁到4I11/2激发态, 然后再接受一个Yb3+激发态2F5/2传递过来的一个光子的能量, 跃迁到4F7/2, 然后通过无辐射跃迁, 弛豫到2H11/2(4S3/2), 然后再吸收一个Yb3+ 激发态2F5/2传递过来的一个光子能量, 跃迁到4G11/2能级, 从该能级通过无辐射跃迁弛豫到2H9/2能级, 然后向基态跃迁, 发出紫光。

图6 Yb3+和Er3+的能级结构及其相应的跃迁机理Fig.6 A schematic diagram of the energy levels of Yb3+ and Er3+ in UC process under 980 nm excitation

3 结 论

以氟化铵、 稀土氯化盐为原料, 以聚乙烯二胺(PEI)作为表面活性剂, 采用水热法在反应温度为200 ℃时成功制备了ScF3∶ Yb3+/Er3+, NaScF4∶ Yb3+/Er3+, (NH4)2NaScF6∶ Yb3+/Er3+纳米上转换发光材料, 通过改变反应物NH4F和Ln3+的比例(1∶ 1, 2∶ 1, 2.5∶ 1, 3∶ 1, 4∶ 1, 6∶ 1, 8∶ 1, 10∶ 1, 20∶ 1, 30∶ 1, 40∶ 1, 50∶ 1), 实现了对产物、 形貌, 晶相的控制, 如当NH4F/Ln3+为2.5∶ 1时, 样品生成了纯立方相的ScF3, NH4F/Ln3+为4∶ 1时, 生成了六角相的NaScF4, 在NH4F/Ln3+为40∶ 1时, 生成了纯立方相的(NH4)2NaScF6。 样品形貌均一, 结晶性好, 在980 nm红外激光的激发下, 不同比例的样品发光呈现桔黄→ 桔红→ 绿→ 黄绿颜色变化, 其中NH4F/Ln3+为2∶ 1时, 为桔黄色光, NH4F/Ln3+为2.5∶ 1时为桔红色光, NH4F/Ln3+为3∶ 1, 4∶ 1时, 发出耀眼的绿光, NH4F/Ln3+为4∶ 1时发光强度最大。 NH4F/Ln3+=10和20时, 发射黄红色光, NH4F/Ln3+=30, 40和50时, 样品仍呈现黄绿色, 发光强度随NH4F浓度增大逐渐减弱。 实验表明NH4F的用量对不同样品的生成, 晶相的转换, 颜色的变化有着重要影响。

The authors have declared that no competing interests exist.

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