光色可调光致发光材料，特别是白光发射材料，由于其在全色显示器、固态光源和平板显示器中的潜在应用，引起了研究人员的兴趣。稀土发光材料是彩色照明领域中至关重要的发光材料。在众多的稀土发光离子中，Tb3+通常发出绿光，Eu3+通常发出红光。值得注意的是，在基质中共掺杂Tb3+和Eu3+通常获得黄色发光，很少实现白色发光。因此，通过共掺杂Tb3+和Eu3+来实现白光发射是一个有意义的课题。

近日，长春理工大学董相廷教授和张洪波教授团队在期刊《Journal of Colloid and Interface Science》上，发表了最新研究成果“Electrospun green-emittingLa2O2CO3:Tb3+ nanofibers and La2O2CO3:Tb3+/Eu3+ nanofibers with white-light emission and color-tuned photoluminescence”。研究者通过静电纺丝技术合成了Tb3+和Tb3+/Eu3+掺杂的单斜相La2O2CO3一维（1D）纳米纤维，并严格控制了煅烧过程，实现了光色可调的光致发光和白光发射。

图1为La2O2CO3:Tb3+/Eu3+纳米纤维的制备流程图。所制备的样品具有良好的纤维形态 (如图2)。La2O2CO3:Tb3+纳米纤维是优异的绿色荧光粉。为了获得具有颜色可调荧光的1D纳米材料，特别是具有白光发射的1D纳米材料，进一步选择Eu3+离子并将其掺杂到La2O2CO3:Tb3+纳米纤维中，以获得La2O2CO3:Tb3+/Eu3+ 1D纳米纤维。通过调节Eu3+离子的掺杂浓度以及Tb3+到Eu3+的能量转移，La2O2CO3:Tb3+/Eu3+纳米纤维实现了光色可调发光和白光发射。文中介绍了La2O2CO3:Tb3+/Eu3+纳米纤维的形成机理和制备技术。这项工作中开发的设计概念和制备技术，为合成其他掺杂稀土离子的1D纳米纤维以调节发射荧光颜色提供新的思路。

图1：La2O2CO3:Tb3+/Eu3+纳米纤维的制备流程图。

图2：PVP/[La(NO3)3+Tb(NO3)3] 原始复合纳米纤维 (A)，PVP/[La(NO3)3+Tb(NO3)3+Eu(NO3)3] 原始复合纳米纤维 (B)， La2O2CO3:1%Tb3+ 纳米纤维 (C，E，G) 和 La2O2CO3:1%Tb3+/5%Eu3+ 纳米纤维 (D，F，H) 的SEM图像(A，B，C 和 D)，TEM 图像 (E，F) 和 HRTEM 图像 (G, H)。

图3：La2O2CO3:x%Tb3+纳米纤维的激发 (A) 和发射 (B) 光谱；发射强度随Tb3+离子掺杂浓度变化的关系曲线 (C)；La2O2CO3:x%Tb3+纳米纤维的CIE色度坐标图和物理照片 (D)。

在487、543、587和623nm处的发射峰归因于Tb3+的5D4→7FJ（J=6，5，4，3）跃迁。此外，发射峰的位置和形状基本上没有变化，但发射强度变化很大。从图3中可知，在La2O2CO3:x%Tb3+纳米纤维中Tb3+离子掺杂的最佳浓度为1%且发射优异的绿光。

图4：La2O2CO3:1%Tb3+纳米纤维的发射光谱和La2O2CO3:5%Eu3+纳米纤维的激发光谱 (A)；重叠部分的放大图 (B)；La2O2CO3:1%Tb3+/y%Eu3+纳米纤维的激发光谱(C) ；La2O2CO3:1%Tb3+/y%Eu3+纳米纤维在250nm (D) 和274nm (E) 紫外光激发下的发射光谱和发射峰值强度与Eu3+掺杂浓度 (F) 的关系曲线。

为了获得白光发射，选择Eu3+离子作为红光光源。采用1%的最佳Tb3+掺杂浓度研究了La2O2CO3:Tb3+/Eu3+纳米纤维的发光特性。通过多种方法证明La2O2CO3:Eu3+/Tb3+纳米纤维中Eu3+和Tb3+发生能量转移，并研究其能量传递机理。通过能量转移过程以及在不同波长激发下调节掺杂的Eu3+离子的浓度，成功实现La2O2CO3:Eu3+/Tb3+纳米纤维光色可调，特别是白光发射。

图5：250 nm (A) 和274 nm (B) 紫外光激发的La2O2CO3:1%Tb3+/y%Eu3+纳米纤维的CIE色度坐标图和物理照片。

长春理工大学在读博士生刘晓涵为该项研究成果的第一作者。设计理念和制备技术对开发La2O2CO3基一维功能纳米材料具有重要作用，所制备的荧光粉在照明和显示设备中具有良好的应用前景。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.05.116

人物简介：

董相廷，长春理工大学化学与环境工程学院教授，博士，博士生导师。从事纳米材料与技术研究，主要研究方向为：电纺技术构筑光电磁多功能一维纳米结构材料与特性研究；电纺技术构筑稀土化合物一维纳米材料与发光性能研究；电纺、水热与溶剂热等及其结合技术构筑低维纳米材料与表征，并将所构筑的低维纳米材料应用于光催化分解有机污染物、光催化分解水制氢、电催化析氢和析氧、锂离子电池、锂硫电池、超级电容器和气体传感器中。以第1名获吉林省技术发明一等奖1项、技术发明二等奖1项、自然科学二等奖1项；以通讯作者在Adv. Funct. Mater., Chem. Eng. J., ACS AMI, J. Mater. Chem. C, Nanoscale等国际重要期刊发表论文300余篇；获授权国家发明专利100余件；研究成果引起领域内同行的高度关注。