Abstract A series of lanthanide activator ions (Ln3+) doped bismuth silicate Bi4Si3O12 phosphors have been fabricated via the Pechini sol−gel route. The as-synthesized eulytite structured Bi4Si3O12 sample which exhibits intense green-blue emission is beneficial for host materials of lanthanide activator ions. When the Ln3+ ions (Sm3+, Dy3+, or Eu3+) are doped into the Bi4Si3O12 host, an insufficient energy transfer occurs from the host matrix to Ln3+ ions, which can be confirmed by the photoluminescence spectra and decay lifetimes of the Ln3+ doped samples. The as-synthesized Bi4Si3O12:Ln3+ phosphors show both the intrinsic broad band luminescence of Bi4Si3O12 host and the characteristic sharp peak emissions of Ln3+ ions, which can generate the tunable multicolor emissions in a single-phase phosphor by adjusting the Ln3+ doping concentrations. More importantly, three kinds of Ln3+-doped single-phase white light emitting phosphors with excellent chromaticity coordinate (x, y) and CCT in the warm white region [Sm3+: (0.336, 0.330), 5315 K; Dy3+: (0.330, 0.370), 5614 K; Eu3+: (0.340, 0.307), 5034 K] can be obtained when the doping concentrations of Sm3+, Dy3+, and Eu3+ are fixed at 0.5, 5, and 1 mol%, which are quite close to the daily use of pure white light. By integrating the Bi4Si3O12:Ln3+ phosphors into a 280 nm UV LED chip, all the fabricated WLED devices can exhibit bright white light emission, which provides direct evidence that the as-synthesized BSO:Ln3+ (Ln = Sm, Dy, and Eu) single-phase white-emitting phosphors have great potential for WLEDs and optoelectronic devices.

中文翻译：

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镧系元素活化剂离子掺杂的硅酸铋作为单相白光荧光粉的合成、结构和颜色可调的发光特性

摘要 通过 Pechini 溶胶-凝胶路线制备了一系列镧系元素活化剂离子 (Ln3+) 掺杂的硅酸铋 Bi4Si3O12 荧光粉。合成的磷铝石结构的 Bi4Si3O12 样品表现出强烈的绿蓝色发射，有利于镧系元素活化剂离子的主体材料。当 Ln3+ 离子（Sm3+、Dy3+ 或 Eu3+）掺杂到 Bi4Si3O12 主体中时，从主体基质到 Ln3+ 离子的能量转移不足，这可以通过 Ln3+ 掺杂样品的光致发光光谱和衰变寿命来证实。合成的 Bi4Si3O12:Ln3+ 荧光粉显示出 Bi4Si3O12 主体的本征宽带发光和 Ln3+ 离子的特征尖峰发射，可以通过调节 Ln3+ 掺杂浓度在单相荧光粉中产生可调多色发射。更重要的是，三种Ln3+掺杂的单相白光荧光粉在暖白光区[Sm3+:(0.336,0.330),5315K; Dy3+: (0.330, 0.370), 5614 K；Eu3+: (0.340, 0.307), 5034 K] 当Sm3+、Dy3+、Eu3+的掺杂浓度固定在0.5、5、1 mol%时，可以得到，非常接近日常使用的纯白光。通过将 Bi4Si3O12:Ln3+ 荧光粉集成到 280 nm UV LED 芯片中，所有制造的 WLED 器件都可以发出明亮的白光，这提供了直接证据表明合成的 BSO:Ln3+（Ln = Sm、Dy 和 Eu）单相白色发光荧光粉在 WLED 和光电器件方面具有巨大的潜力。三种Ln3+掺杂单相白光荧光粉在暖白光区具有优异的色度坐标(x, y)和CCT[Sm3+:(0.336, 0.330), 5315 K; Dy3+: (0.330, 0.370), 5614 K；Eu3+: (0.340, 0.307), 5034 K] 当Sm3+、Dy3+、Eu3+的掺杂浓度固定在0.5、5、1 mol%时，可以得到，非常接近日常使用的纯白光。通过将 Bi4Si3O12:Ln3+ 荧光粉集成到 280 nm UV LED 芯片中，所有制造的 WLED 器件都可以发出明亮的白光，这提供了直接证据表明合成的 BSO:Ln3+（Ln = Sm、Dy 和 Eu）单相白色发光荧光粉在 WLED 和光电器件方面具有巨大的潜力。三种Ln3+掺杂单相白光荧光粉在暖白光区具有优异的色度坐标(x, y)和CCT[Sm3+:(0.336, 0.330), 5315 K; Dy3+: (0.330, 0.370), 5614 K；Eu3+: (0.340, 0.307), 5034 K] 当Sm3+、Dy3+、Eu3+的掺杂浓度固定在0.5、5、1 mol%时，可以得到，非常接近日常使用的纯白光。通过将 Bi4Si3O12:Ln3+ 荧光粉集成到 280 nm UV LED 芯片中，所有制造的 WLED 器件都可以发出明亮的白光，这提供了直接证据表明合成的 BSO:Ln3+（Ln = Sm、Dy 和 Eu）单相白色发光荧光粉在 WLED 和光电器件方面具有巨大的潜力。Sm3+、Dy3+和Eu3+的掺杂浓度固定在0.5、5和1mol%时可以获得5034K]，非常接近纯白光的日常使用。通过将 Bi4Si3O12:Ln3+ 荧光粉集成到 280 nm UV LED 芯片中，所有制造的 WLED 器件都可以发出明亮的白光，这提供了直接证据表明合成的 BSO:Ln3+（Ln = Sm、Dy 和 Eu）单相白色发光荧光粉在 WLED 和光电器件方面具有巨大的潜力。Sm3+、Dy3+和Eu3+的掺杂浓度固定在0.5、5和1mol%时可以获得5034K]，非常接近纯白光的日常使用。通过将 Bi4Si3O12:Ln3+ 荧光粉集成到 280 nm UV LED 芯片中，所有制造的 WLED 器件都可以发出明亮的白光，这提供了直接证据表明合成的 BSO:Ln3+（Ln = Sm、Dy 和 Eu）单相白色发光荧光粉在 WLED 和光电器件方面具有巨大的潜力。