基于第一性原理计算的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉材料持续发光机理

作者：杨晓宇; 王翔昱; 曹雪娟; 唐伯明; 袁颖

来源：硅酸盐学报, 2023, 51(03): 775-782.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20220911

• 硅酸镁锶长余辉材料
• 第一性原理计算
• 发光机理
• 电子跃迁俘获

长余辉材料应用广泛，但种类繁多、发光机理难以被普遍阐释。针对发光–余辉性能好的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+硅酸盐长余辉材料，构建Sr2MgSi2O7基质、Eu掺杂及(Eu,Dy)共掺杂Sr2MgSi2O7的分子模型，进行第一性原理计算。从电子结构角度解译电子跃迁俘获路径，并阐释Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+的持续发光机理。结果表明：Eu、Dy离子的掺入使Sr2MgSi2O7由间接带隙半导体转变为直接带隙半导体；Dy 5d态主要位于Fermi能级与Eu 5d态之间，并与Eu 5d态存在能量重叠，这证实了Dy3+作为电子陷阱的合理性。Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+发光过程的揭示有助于后续光学性能的调控与提升。

• 单位
  交通运输学院; 重庆交通大学; 土木工程学院