柴小君， 王明華， 李金瓊， 韓卓， 彭光懷， 廖金生， 溫和瑞

（江西理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，江西 贛州 341000）

0 引 言

太陽能是一種可再生、無污染的新能源。 太陽能電池能把太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能彌補(bǔ)了人類對(duì)化石能源的消耗[1]。 硅基太陽能電池以其穩(wěn)定、無污染的特點(diǎn)吸引了眾多科學(xué)家的探索[2]。 然而，硅基太陽能電池的理論最大轉(zhuǎn)換效率高于30%[3]，實(shí)際轉(zhuǎn)換效率約為15%[4]。主要由于硅基太陽能電池不能有效地吸收太陽能中紫外和可見光譜， 促使太陽能變成熱能而不是變成電能損失掉。通常采用下轉(zhuǎn)換、下遷移熒光轉(zhuǎn)換層來增強(qiáng)硅基太陽能電池的利用率[5-6]，下轉(zhuǎn)換非常有效地實(shí)現(xiàn)了將太陽的近紫外和可見光轉(zhuǎn)換成長波的近紅外光（NIR），有利于提高硅基太陽能電池的吸收率。 在稀土離子中，Nd3+的近紅外發(fā)射發(fā)生在大約1 000 nm，能級(jí)躍遷為 4F3/2→4Ij（j=9/2,11/2 和 13/2）[7]，Nd3+發(fā)射的波長正符合硅半導(dǎo)體帶隙的吸收范圍。 然而，由于Nd3+的能級(jí)結(jié)構(gòu)4f-4f 的禁阻躍遷，因此導(dǎo)致在紫外和可見光范圍內(nèi)的弱吸收。通過引入敏化劑來有效實(shí)現(xiàn)傳遞能量，從而克服Nd3+能級(jí)結(jié)構(gòu)帶來的問題，最近報(bào)道常用的敏化離子有：Eu2+[8]，Ce3+[9]，Cr3+[10]，Mn4+[11]等。 一般能量傳遞需要敏化離子的發(fā)射波長和發(fā)光離子的激發(fā)波長必須重疊匹配，Nd3+在紫外可見近紅外電子光譜中都有能級(jí)。 由于Mn4+的外層電子構(gòu)型是 3d3，Mn4+4A2→4T1自旋允許 d-d 躍遷，導(dǎo)致了Mn4+能強(qiáng)烈地吸收紫外和可見光[12]實(shí)現(xiàn)Mn4+窄帶的紅光發(fā)射。 因此，Mn4+是適合敏化Nd3+實(shí)現(xiàn)近紅外光發(fā)射。 近年來，Mn4+作為敏化劑來實(shí)現(xiàn)發(fā)射近紅外光的材料有La2MgTiO6:Mn4+/Yb3+[13]，Y3Al5O12:TM/RE[14]，La2ZnTiO6:Yb3+/Mn4+[15]，Ca3La2W2O12:Mn4+/Nd3+/Yb3+[16]等。

研究人員發(fā)現(xiàn)Mn4+的發(fā)光波長容易受到晶體組成和晶體結(jié)構(gòu)影響， 使Mn4+的發(fā)射波長從橙色延伸到深紅光區(qū)（620~720 nm）。 因此，選擇合適的基質(zhì)能改變Mn4+的發(fā)射波長進(jìn)而與Nd3+的吸收波長吻合。最近報(bào)道的 Y2MgTiO6:Mn4+/Tm3+[17]、Y2MgTiO6:Mn4+[18]，充分展示了Y2MgTiO6基質(zhì)使Mn4+發(fā)光性能良好而且敏化發(fā)光離子發(fā)射近紅外光。 Y2MgTiO6的結(jié)構(gòu)是雙層鈣鈦礦型，Ti4+與6 個(gè)O2-配位形成扭曲的八面體[TiO6]，Mg2+同樣形成扭曲的八面體[MgO6]，這是由于Y3+與O2-的鍵合使八面體中的O2-運(yùn)動(dòng)進(jìn)而拉伸、壓縮、彎曲八面體形成扭曲，致使[MgO6]與[TiO6]交替傾斜排列形成的對(duì)稱性極低，有利于減少能量的傳遞[13,19]，Y3+與12 個(gè)O2-配位形成十四面體， 選擇Y2MgTiO6作為基質(zhì)材料更重要的原因是它們的離子半徑與價(jià)態(tài)，Mn4+（r=0.053 nm，CN=6）[20]不可能替換 Y3+（r=0.136 nm，CN=12）[21]，電荷和半徑都不匹配。 Mn4+可能占據(jù) Ti4+與 Mg2+的格位，Zhou 等通過計(jì)算 Mn4+進(jìn)入 Ti4+與Mg2+格位的能量， 比較兩者的能量得出Mn4+進(jìn)入Ti4+格位的能量低于進(jìn)入Mg2+[22]。 Mn4+更可能替換Ti4+， 還有就是 Mn4+（r=0.053 nm，CN=6） 與 Ti4+（r=0.056 nm，CN=6）[20]的半徑相似和電荷相同。 由于Nd3+（r=0.145 nm，CN=12）與 Y3+（r=0.136 nm，CN=12）[21]的半徑相似和電荷相同，所以 Nd3+替換 Y3+。 因此我們選 Y2MgTiO6為基質(zhì)材料， 其中 Nd3+（Mn4+）替代 Y3+（Ti4+）。

本文采用高溫固相法制備了Y（2-2x）MgTi1-yO6:yMn4+/2xNd3+下轉(zhuǎn)換熒光粉材料。 利用穩(wěn)態(tài)激發(fā)發(fā)射光譜以及瞬態(tài)熒光壽命進(jìn)行分析， 詳細(xì)研究了Mn4+→Nd3+能量傳遞機(jī)理和Mn4+敏化Nd3+的發(fā)光性能。

1 實(shí) 驗(yàn)

利用高溫固相法合成 Y2（1-x）MgTi1-yO6:yMn4+/2xNd3+（YMT:yMn4+/2x Nd3+, x=0~0.08,y=0~0.01）熒光粉。 按照化學(xué)式的配比稱取一定量的Y2O3（99.99%）、Nd2O3（99.99%）、MgO （99.99%）、TiO2（99.9%） 和 MnCO3（99.9%）放于瑪瑙研缽中，再加入總質(zhì)量2%的助熔劑H3BO3在無水乙醇的條件下充分研磨60 min，隨后轉(zhuǎn)移進(jìn)氧化鋁坩堝，放入管式電爐在1 000 ℃下燒結(jié)8 h，冷卻到室溫取出再次在瑪瑙研缽中研磨60 min，最后放入管式電爐中保持空氣氛圍燒結(jié)1 400 ℃進(jìn)行24 h 后冷卻室溫制得樣品。

采 用 X 射 線 粉 末 衍 射 儀 （Bruker D8 ADVANCE）對(duì)樣品進(jìn)行物相表征，測(cè)試條件銅靶CuKα1（λ=0.154 187 nm），電壓 40 kV，電流 40 mA。采用掃描電子顯微鏡（SM-6500F）和能譜儀（EDS）對(duì)樣品的形貌以及元素構(gòu)成進(jìn)行了表征。 采用熒光光譜儀（450W Xe 燈為激發(fā)光源的英國愛丁堡公司的FLS980）進(jìn)行激發(fā)光譜、發(fā)射光譜、熒光衰減曲線的測(cè)定表征熒光性能。 采用拉曼光譜儀（Renishaw InVia，532 nm 激發(fā)的光源、檢測(cè)范圍為40~4 000 cm-1）進(jìn)行基質(zhì) Y2MgTiO6（YMT）拉曼光譜的表征。

2 結(jié)果與討論

2.1 物相與形貌分析

圖1（a）展示了采用高溫固相法制備YMT、YMT:0.002Mn4+,YMT:0.02Nd3+、YMT:0.002Mn4+，0.02Nd3+的XRD 圖譜。 從 XRD 圖譜所知，摻雜 Mn4+、Nd3+樣品的衍射峰與YMT 的衍射峰強(qiáng)度和峰位置都一一對(duì)應(yīng)。證實(shí)了Mn4+與Nd3+的摻雜沒有出現(xiàn)由Mn4+和Nd3+引起的雜相衍射峰， 這也反映出采用高溫固相反應(yīng)得到了一系列的純相Y2-2xMgTi1-yO6:yMn4+/2xNd3+熒光粉[23]。圖1（b）展示YMT 晶體結(jié)構(gòu)為單斜晶系P21/n，晶胞常數(shù)a=0.536 64 nm, b=0.566 31 nm, c=0.768 47 nm及 α=γ=90°，β=90.294°。 YMT 晶體結(jié)構(gòu)由 12 配位的Y3+形成十四面體，6 配位的Ti4+形成扭曲的八面體、同樣Mg2+也形成扭曲的八面體， 依次排列形成低對(duì)稱結(jié)構(gòu)。這說明當(dāng) Nd3+替換 Y3+，Mn4+替換 Ti4+時(shí)，由于低對(duì)稱性，Mn4+能有效的把能量傳遞給Nd3+， 從而實(shí)現(xiàn)Nd3+發(fā)射近紅外光。

圖 2（a）、圖 2（b）所示為 YMT:Nd3+/Mn4+的高、低倍掃描電鏡圖像（SEM），觀察到Y(jié)MT:0.2%Mn4+,2%Nd3+樣品的形貌顆粒尺寸大小約為3~5 μm 左右，樣品燒結(jié)的結(jié)晶粒度非常好。 圖2（b）觀察到表面比較光滑，有利于提高發(fā)光性能[24]。 圖 2（c）采用能量色散x 能譜元素技術(shù)進(jìn)一步觀察到各種彩色的點(diǎn)狀代表著YMT:Nd3+/Mn4+樣品表面元素的均勻分布， 這有助于提高材料發(fā)光的均勻性。 其中也檢測(cè)出Y、Mg、Ti、Mn、Nd、O 元素， 進(jìn)一步說明盡管 YMT:Nd3+/Mn4+樣品中摻雜少量的Mn，但是我們?nèi)阅芎芮宄目吹組n 元素。

2.2 樣品的光學(xué)性能分析

圖 3 顯示了 Y2（1-x）MgTi1-yO6:0.002Mn4+/2xNd3+（x=0.005、0.007、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08）與 Y2（1-x）MgTi1-yO6:yMn4+/0.02Nd3+（y=0、0.001，0.002，0.004，0.006，0.008，0.01）的熒光譜圖。 從圖3 中能夠觀察到無論Mn4+摻雜高低，在331 nm 的紫外光激發(fā)下，都能看到包含2 個(gè)典型的 Nd3+的發(fā)射峰（884 nm 與 1 085 nm）。 這兩個(gè)近紅外發(fā)射峰歸因于 Nd3+的4F3/2→4I11/2與4F3/2→4I9/2能級(jí)躍遷。 圖 3 （a） 可以觀察到， 如果 Mn4+濃度 （y=0.002）保持不變時(shí),在不斷增加發(fā)光中心Nd3+的濃度下，2 個(gè)峰的強(qiáng)度首先不斷增強(qiáng)，達(dá)到x=0.01 時(shí)Nd3+的近紅外發(fā)光峰度變得最大， 這說明Nd3+在很小濃度時(shí)，發(fā)光中心Nd3+量的增大有利發(fā)光，同時(shí)Nd3+與Mn4+的距離縮小有利于發(fā)光，隨后由于濃度猝滅導(dǎo)致近紅外發(fā)光逐漸變?nèi)?。圖3（b）顯示如果發(fā)光中心Nd3+固定x=0.01 不變時(shí)， 隨著Mn4+的含量增多，Nd3+的近紅外發(fā)射強(qiáng)度先增強(qiáng)后減弱，Mn4+濃度達(dá)到0.002 時(shí)，Nd3+發(fā)射峰強(qiáng)度增強(qiáng)為最大， 這由于Mn4+不斷增多導(dǎo)致Mn4+發(fā)光熒光猝滅， 要想實(shí)現(xiàn)Nd3+發(fā)光強(qiáng)Mn4+發(fā)光也得強(qiáng)，這證實(shí)了存在Mn4+→Nd3+的能量傳遞，這時(shí)在1 085 nm 處的發(fā)射峰是沒有摻雜Mn4+樣品的近5 倍。 這也證實(shí)了一定含量Mn4+可以使YMT:Mn4+/Nd3+熒光粉中Nd3+發(fā)射強(qiáng)烈的近紅外光，說明高溫固相反應(yīng)制得的Y2（1-x）MgTi1-yO6:yMn4+/2xNd3+（y=0.002,x=0.01）熒光粉的紅外光強(qiáng)度最大。

為了探索Mn4+與Nd3+的能量傳遞問題，圖4 展示了 YMT:Mn4+、YMT:Nd3+、YMT:Mn4+,Nd3+樣品的激發(fā)與發(fā)射光譜。 圖4（a）是YMT:Mn4+樣品的激發(fā)與發(fā)射光譜圖，其中在698 nm 監(jiān)測(cè)下，觀察Mn4+的2個(gè)強(qiáng)烈的寬峰在 250~600 nm 處， 這是由于 Mn4+的4A2→4T1、4A2→4T2自旋允許躍遷產(chǎn)生的的。 在圖 4（b）YMT:Nd3+樣品中， 監(jiān)測(cè)波長為 1 085 nm 時(shí)，觀察到Nd3+的弱且狹窄離散激發(fā)峰， 歸因于4I9/2→4D3/2，4I9/2→2P1/2，4I9/2→4G11/2，4I9/2→2K11/2，4I9/2→2G7/2能 級(jí) 躍遷引起的激發(fā)峰。 在YMT:Mn4+,Nd3+樣品中，同樣是1 085 nm 的監(jiān)測(cè)波長，不僅能觀察到 Nd3+的激發(fā)峰弱且狹窄離散，而且也包含Mn4+的一個(gè)寬激發(fā)峰，這證實(shí)了 Mn4+→Nd3+的能量傳遞。 在 Mn4+離子 250~600 nm 寬波段激發(fā)下獲得Nd3+的884 nm和 1 085 nm 強(qiáng)的近紅外發(fā)射。 圖 4 還觀察到在331 nm 激發(fā)下，YMT:Nd3+、YMT:Mn4+,Nd3+熒光粉樣品中Nd3+近紅發(fā)射峰型、 位置相似， 都是處于884 nm 與 1 085 nm ，只是摻雜 Mn4+增強(qiáng)了 Nd3+的近紅外發(fā)射， 進(jìn)一步說明了體系中存在Mn4+→Nd3+的能量傳遞。

圖 5 所示為一系列 YMT:0.002Mn4+/xNd3+（x=0，0.005，0.007，0.01，0.02，0.04，0.06，0.08）的激發(fā)發(fā)射光譜圖，從圖5（a）觀察到體系無論是否摻雜Nd3+，其中在激發(fā)波長為331 nm 的發(fā)射光譜與檢測(cè)波長為698 nm 的激發(fā)光譜里，激發(fā)峰型與位置基本無變化，說明基質(zhì)晶格結(jié)構(gòu)沒有變化， 發(fā)生團(tuán)聚很小， 因此Mn4+與Nd3+團(tuán)聚引起的電子交換能量可以忽略不計(jì)。同樣圖5（b）的發(fā)射光譜中，在331 nm 的激發(fā)波長下，隨著Nd3+的濃度不斷增多，Mn4+的發(fā)射峰型與位置也沒有改變，因此Mn4+到發(fā)光中心Nd3+輻射能量傳遞可以不考慮。

圖6 所示為YMT:Mn4+/Nd3+的激發(fā)發(fā)射機(jī)理與能量傳遞路徑。Mn4+吸收331 nm 紫外波長，電子從基態(tài)的4A2能級(jí)激發(fā)到激發(fā)態(tài)的4T1。 隨后通過無輻射的方式電子從4T1的激發(fā)態(tài)迅速回到亞穩(wěn)態(tài)2E 能級(jí)，最后電子回到基態(tài)，伴隨產(chǎn)生698 nm 的紅光發(fā)射歸因于2E→4A2能級(jí)躍遷，同時(shí)下轉(zhuǎn)換能量傳遞也分2 步開始了，第1 步由于Mn4+的2E 能級(jí)與Nd3+的4F9/2,4F7/2,4S3/2能級(jí)相匹配， 在Mn4+的2E 能級(jí)的一些電子無輻射躍遷到 Nd3+的4F9/2,4F7/2,4S3/2能級(jí)，同時(shí) Nd3+的 4f 電子由基態(tài)的4I9/2能級(jí)躍遷到激發(fā)態(tài)的4F9/2能級(jí)，第2 步由于Nd3+的4F9/2,4F7/2,4S3/2能級(jí)是亞穩(wěn)態(tài)，電子停留時(shí)間極短，通過非輻射馳豫躍遷到4F3/2能級(jí)，最終電子回到基態(tài)4Ij（j=9/2,11/2）能級(jí)，產(chǎn)生4F3/2→4I9/2與4F3/2→4I11/2躍遷， 使 Nd3+發(fā)射 884 nm 與 1 085 nm 的近紅外光。 這又進(jìn)一步證實(shí)了體系存在Mn4+→Nd3+的能量傳遞。

2.3 Mn4+→Nd3+的能量傳遞機(jī)制

能量傳遞效率取決于受體接受頻率與供體發(fā)射頻率匹配的程度。 為了研究Mn4+→Nd3+能量傳遞過程，當(dāng)比較YMT:Mn4+樣品的發(fā)射光譜與YMT:Nd3+樣品的激發(fā)光譜時(shí)，可以觀察到Y(jié)MT:Mn4+的2E 能級(jí)與YMT:Nd3+的4F7/2能級(jí)有著很好的重疊光譜如圖7 所示， 說明Mn4+→Nd3+能量傳遞可以通過非輻射共振能量傳遞實(shí)現(xiàn)， 這符合Forster 共振能量傳遞理論。對(duì)YMT 基質(zhì)做的拉曼光譜如圖8 所示，觀察到晶體結(jié)構(gòu)的晶格振動(dòng)最高頻率為1 060 cm-1，它屬于Ti-O 鍵伸縮振動(dòng)[25]。 計(jì)算 Mn4+的2E 與 Nd3+的4F7/2,4S3/2能級(jí)差為989 cm-1，與YMT 的Ti-O 鍵伸縮振動(dòng)頻率1 060 cm-1相差不大，這說明Mn4+→Nd3+能量傳遞可以通過減少一個(gè)聲子來實(shí)現(xiàn)， 這證實(shí)了YMT:Mn4+/Nd3+體系中Mn4+→Nd3+能量傳遞有非輻射共振能量與聲子輔助方式實(shí)現(xiàn)。

為了進(jìn)一步理解在YMT:Mn4+/Nd3+體系中Mn4+對(duì)能量傳遞效率的影響，圖9 給出在331 nm 激發(fā)和監(jiān)測(cè) 698 nm 的 Y2（1-x）MgTi0.998O6:0.002Mn4+/2xNd3+（x=0，0.005，0.007，0.01，0.02，0.04，0.06，0.08） 的熒光衰減曲線。隨著Nd3+濃度的增加，YMT:0.002Mn4+/Nd3+熒光衰減曲線采用雙指數(shù)函數(shù)擬合，擬合公式為：

式（1）中：A1、A2為擬合參數(shù)，τ1、τ2為 Mn4+慢衰減熒光壽命、快衰減熒光壽命，在這種情況下，可以用Mn4+2E 能級(jí)的平均熒光壽命公式[20-21]：

表 1 是式（1）、式（2）的擬合參數(shù)，Mn4+發(fā)射的熒光壽命（τ1）與（τ2）、平均熒光壽命（τ）以及 Mn4+→Nd3+能量傳遞效率（ηET）。 從表 1 中可以得到 Nd3+的濃度從0 逐漸增為0.08 時(shí)， 平均熒光壽命從 1.665 ms急劇減到0.514 ms， 一方面是由于Mn4+→Nd3+的無輻射能量傳遞，無輻射躍遷幾率增大，發(fā)光強(qiáng)度降低[26]，另一方面可能是Mn4+的自身的熒光猝滅， 因此使用 Mn4+→Nd3+能量傳遞效率 （ηET） 進(jìn)一步證實(shí)，其公式為[27]：

表 1 Y2（1-x）MgTi0.998O6:0.002Mn4+/2x Nd3+熒光粉中 Mn4+698 nm 發(fā)射的平均衰減壽命（τ）和能量傳遞效率（ηET）Table 1 Mean decay lifetime（τ） and energy transfer efficiency（ηET） of Mn4+ion emitting 698 nm in Y2（1-x）MgTi0.998O6:0.002Mn4+/2xNd3+phosphors

式（3）中：τMn-Nd、τMn分別是 YMT:Mn4+/Nd3+、YMT:Mn4+樣品在698 nm 處Mn4+的平均熒光壽命，從表1 觀察到隨著Nd3+濃度的單調(diào)增加能量傳遞效率也在單調(diào)遞增，證實(shí)了Mn4+→Nd3+主要是無輻射傳遞。 也可以得出增加激活離子（Nd3+離子）的濃度可以增加傳遞效率， 進(jìn)一步得出在最佳濃度的YMT:0.002Mn4+/0.02Nd3+熒光粉樣品的能量傳遞效率高達(dá)7.8%。

Mn4+→Nd3+無輻射能量傳遞有通常3 種形式：交換相互作用、發(fā)射再吸收、多極相互作用。為了確認(rèn)是哪一種， 用下面公式計(jì)算Mn4+與Nd3+之間的臨界距離（Rc）[28]:

式（4）中：V 是 YMT 的晶胞體積（0.225 10 nm3）， N是激活離子占據(jù)單胞中晶體位置的數(shù)目（N=2），Xc定義為Mn4+與Nd3+總最佳的摻雜濃度 0.042，由于只存在摻雜Mn4+，其發(fā)射強(qiáng)度是樣品的一半，我們計(jì)算出Rc為1.085 nm。 這個(gè)值明顯大于交換相互作用定義的臨界距離（0.5 nm），則Mn4+→Nd3+能量傳遞過程中完全可以忽略電子交換起的相互作用。從圖5 中觀察到體系無論是否摻雜Nd3+，YMT:Mn4+/Nd3+熒光粉的發(fā)射激發(fā)光譜的峰型、位置沒有任何變化，則發(fā)射-再吸收的輻射傳遞作用可以忽略。 因此，Mn4+→Nd3+的能量傳遞是一個(gè)電子多極相互作用方式，電子多極相互作用包含電偶極間相互作用、電偶極-電四極相互作用、電四極間相互作用。 為了進(jìn)一步探究能量傳遞的機(jī)制取決于以下公式[29-32]：

式中：τMn是熒光粉 YMT:0.002Mn4+中 Mn4+2E 能級(jí)的熒光壽命，τMn-Nd是熒光粉 YMT:0.002Mn4+/2xNd3+（x=0，0.005，0.007，0.01，0.02，0.04，0.06，0.08）中 Mn4+2E能級(jí)的平均熒光壽命 （在331 nm 激發(fā)，698 nm 監(jiān)測(cè)下）。 C 是 Nd3+與 Mn4+摻雜濃度之和。 τMn/τMn-Nd與 CS/3（S=6, 8, 10）的關(guān)系曲線如圖 10，其中S=6，表示電偶極間相互作用；S=8， 表示電偶極-電四極相互作用；S=10，表示電四極間相互作用。從圖10 可看到當(dāng)S=6時(shí)，擬合度 R2=0.993 4，τMn/τMn-Nd與 CS/3的擬合效果較好。 因此，Mn4+→Nd3+的能量傳遞機(jī)制主要是偶極-偶極相互作用。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)采用高溫固相反應(yīng)制備了一系列的Y2（1-x）MgTi1-yO6:yMn4+/2xNd3+（YMT:yMn4+/2x Nd3+,x=0~0.08,y=0~0.01）熒光粉。 利用X 射線粉末衍射、掃描電子顯微鏡（SEM）、激發(fā)與發(fā)射光譜、拉曼光譜對(duì)物相、形貌、發(fā)光性能、能量傳遞等進(jìn)行了表征，得出以下結(jié)論：

1）YMT:Mn4+/Nd3+體系熒光粉產(chǎn)生近紅外發(fā)光，在331 nm 激發(fā)下，產(chǎn)生884 nm 與1 085 nm的發(fā)射波長，其中對(duì)應(yīng)的能級(jí)躍遷分別是4F3/2→4I9/2與4F3/2→4I11/2。

2） Mn4+有助于YMT:Mn4+/Nd3+體系產(chǎn)生強(qiáng)烈的紅外光， 其中 YMT:yMn4+/2xNd3+（y=0.002,x=0.01）熒光粉的紅外光強(qiáng)度最大， 雙摻Mn4+/Nd3+的Y2MgTiO6在1 085 nm 紅外光強(qiáng)度比其單摻Nd3+的Y2MgTiO6增強(qiáng)了5 倍。

3） Mn4+→Nd3+的能量傳遞主要有共振能量傳遞，也存在聲子輔助能量傳遞。 這兩種方式實(shí)現(xiàn)了YMT:Mn4+/Nd3+體系多重的近紅外發(fā)射， 進(jìn)一步證實(shí)了Mn4+→Nd3+的能量傳遞過程是共振能量傳遞中的偶極-偶極相互作用機(jī)制。

4） 由于Y2MgTiO6:Mn4+/Nd3+體系存在很強(qiáng)的近紅外發(fā)光發(fā)射，因此下轉(zhuǎn)換材料Y2MgTiO6:Mn4+/Nd3+對(duì)晶體硅太陽能電池的熒光轉(zhuǎn)換層有巨大的潛在作用。