采用高温固相法合成了系列K4CaGe3O9∶xBi3+ (0.003≤x≤0.10)荧光粉材料。通过精细Rietveld结构精修、光致激发和发射光谱、X射线光电子衍射及热稳定性等手段对晶体结构和发光性能进行了研究。实验结果表明, 在紫外光激发下, Bi3+展现了半高宽低至43 nm的窄带蓝光发射。这是由于K4CaGe3O9基质拥有高对称性的晶体结构。与此同时, 制备的K4CaGe3O9∶xBi3+ (0.003≤x≤0.10)荧光粉材料展现了卓越的发光热稳定性, 在423 K时, 发光强度可以保持在室温状态下的83%。上述研究证明制备的K4CaGe3O9∶xBi3+ (0.003≤x≤0.10)荧光粉材料在白光发光二极管(LED)或背光显示中有潜在的应用前景。在高对称性晶体结构中掺杂Bi3+实现窄带发光的研究思路可以为未来窄带荧光粉的研发提供理论研究基础和科学依据。

近年来, 窄带发光材料由于可扩大显示色域、改善色彩重现性、提高发光效率等优点在LED显示领域引起广泛的关注。但由于目前已报道的窄带发射材料较少以及Eu2+ 4f-5d跃迁的扩展效应, 用于新兴领域的窄带Eu2+掺杂荧光材料的研发仍然面临巨大挑战。本文综述了目前已报道的具有良好发光性能的Eu2+激活的UCr4C4型窄带荧光材料, 并从结构相关的发光性质出发, 分类描述了Eu2+掺杂的UCr4C4基氮化物、氧化物及氮氧化物荧光材料的晶体结构特征、发光及应用特性, 以期望为设计合成新型稀土掺杂的窄带发光材料提供有意义的启示。