近日,我校生物食品与化学学院梁攀副教授团队在稀土发光材料领域取得重要进展。相关成果以“一种具有显著5D0→7F4发射的深红色荧光粉Ca2GeB2O7:Eu3+”为题,发表在《中国科学:化学》。这是我校教师首次在《中国科学》系列期刊上发表文章。《中国科学:化学》是中国科学院和国家自然基金委共同主办的国内顶级期刊,目前被中文核心要目总览、中国科技论文与引文数据库(CSCD)等收录,入选中国科技期刊卓越行动计划项目。

Eu3+激活荧光粉通常以5D0→7F1(≈590–600 nm)和5D0→7F2(≈610–620 nm)跃迁为主,呈现橙红色发光;而其5D0→7F4跃迁在约703 nm处产生的深红光,在植物光合作用补光、低蓝光护眼照明及生物节律调控等前沿应用领域具有重要价值。然而,该跃迁受拉波特宇称禁阻效应限制,辐射跃迁概率低,难以实现高效发射,因此,从晶体场对称性调控与局域配位环境设计出发,深入探究破除宇称禁阻的结构机制,并据此开发高效深红光荧光材料具有明确的科学意义与应用导向。
该研究系统报道了一种基于硼锗酸盐基质的高效深红光荧光粉Ca2GeB2O7:Eu3+。Ca2GeB2O7基质具有层状[GeB2O7]4-阴离子骨架,Ca2+占据低对称性的[CaO8]四方反棱柱位点,显著降低Eu3+局域对称性,从而有效增强5D0→7F4电偶极跃迁。当Sr2+等价取代Ca2+后,键角畸变增大、配位环境非中心对称性与扭曲度提升,进一步促进电偶极跃迁,增强5D0→7F4发射强度。
该研究不仅为突破宇称禁阻限制、设计高效率深红光稀土荧光材料提供了结构调控新范式,也为植物生长专用光源与健康照明器件的开发奠定了基础。
第一作者:梁攀 通讯作者:梁攀;王军锋;李连庆
全文链接:https://www.sciengine.com/SSC/doi/10.1360/SSC-2026-0116
(撰稿:梁攀 审核:王立志)