zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-2373Research ArticleАННОТАЦИИ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СТАТЕЙABSTRACTS ENGLISH-LANGUAGE ARTICLESМодификация излучения Sm3+ в люминофорах NaBaPO4 путем изменения локальной симметрии в кристаллографических положенияхTailoring Sm3+ Emission of NaBaPO4 Phosphors by Local Symmetry Engineering at Crystallographic SitesЦзоX.ZuoX.

Ляонинская ключевая лаборатория синтеза и разделения химических добавок

Инкоу

Xiuyuan Zuo

zuoxiuyuan@yku.edu.cnЦиньБ.QinB.

Ляонинская ключевая лаборатория синтеза и разделения химических добавок

Инкоу

Baolai Qin

ЛиИ.LiYu.

Ляонинская ключевая лаборатория синтеза и разделения химических добавок

Инкоу

Yumeng Li

ВанглюЮ.WangliuYi.

Ляонинская ключевая лаборатория синтеза и разделения химических добавок

Инкоу

Yilin Wangliu

ЛиДж.LiJi.

Ляонинская ключевая лаборатория синтеза и разделения химических добавок

Инкоу

Jiaqi Li

ЛянХ.LiangH.

Ляонинская ключевая лаборатория синтеза и разделения химических добавок

Инкоу

Hai Liang

lianghai@yku.edu.cnТехнологический институт ИнкоуКитайYingkou Institute of TechnologyChina2026100920269334369Copyright © Цзо X., Цинь Б., Ли И., Ванглю Ю., Ли Д., Лян Х., 20262026Цзо X., Цинь Б., Ли И., Ванглю Ю., Ли Д., Лян Х.Zuo X., Qin B., Li Y., Wangliu Y., Li J., Liang H.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/2373

   Проведено систематическое исследование люминофоров NaBaPO4, излучающих оранжево-желтое свечение, легированных самарием (Sm3+), синтезированных твердотельным методом в воздушной атмосфере, с целью определения влияния времени прокаливания и концентрации легирующей примеси на процесс кристаллизации и механизмы люминесценции. Фазообразование и оптические свойства охарактеризованы с помощью термогравиметрии, рентгеновской порошковой дифракции и фотолюминесцентной спектроскопии. Показано, что образец, прокаленный при 750 ℃, образует основную фазу гексагонального NaBaPO4 (пространственная группа P3̅m1), которая содержит два различных кристаллографических положения для ионов Ba2+. Возбуждение при 400 нм выявляет сильное поглощение в ближнем УФ-диапазоне, что указывает на пригодность для использования в светодиодных устройствах. В спектрах излучения наблюдаются переходы при 564 нм (4G5/2→6H5/2, магнитный дипольный), 600 нм (4G5/2→6H7/2, смешанный характер) и 644 нм (4G5/2→6H9/2, электрический дипольный). Сверхчувствительность перехода 4G5/2→6H9/2 к локальному кристаллическому полю позволяет точно настраивать излучение посредством инженерии симметрии. Изменения отношения интенсивностей максимумов красного и зеленого излучений в зависимости от содержания Sm3+ позволяют модулировать координаты цветности и чистоту цвета. Среди исследованных образцов максимальная интенсивность излучения у NaBa0.97PO4:0.03Sm3+, для которого механизм тушения идентифицирован как мультиполь-мультипольные взаимодействия. Этот люминофор демонстрирует самую высокую чистоту цвета (96.3 %), что свидетельствует о высокой насыщенности цвета.

   A systematic investigation was carried out on samarium (Sm3+)-doped NaBaPO4 orange–yellow-emitting phosphors synthesized via a solid-state process in an air atmosphere, focusing on determining how the crystallization behavior and luminescence mechanisms are affected by the calcination time and dopant concentration. The phase formation and optical properties were characterized using thermogravimetry, X-ray powder diffraction, and photoluminescence spectroscopy. The results demonstrate that the sample calcined at 750 ℃ forms the main phase of hexagonal NaBaPO4 (space group P3̅m1), which contains two distinct crystallographic sites for Ba2+ ions. Excitation at 400 nm reveals strong near-UV absorption, indicating suitability for matching LED devices. The emission spectra exhibit transitions at 564 nm (4G5/2→6H5/2, magnetic dipole), 600 nm (4G5/2→6H7/2, mixed character), and 644 nm (4G5/2→6H9/2, electric dipole). The hypersensitivity of the 4G5/2→6H9/2 transition to the local crystal field enables precise emission tuning via symmetry engineering. Variations in the red-to-green intensity ratio of the emission peaks with Sm3+ content allow modulation of the chromaticity coordinates and color purity. Among the investigated samples, the maximum emission intensity is achieved by NaBa0.97PO4:0.03Sm3+, for which the quenching mechanism is identified as multipole–multipole interactions. Additionally, the highest color purity (96.3 %) is also achieved by this phosphor, exhibiting a highly saturated color.

регулируемое оранжево-желтое излучениелюминофоры NaBaPO4легирование Sm3+инженерия симметриикристаллографические позицииtunable orange–yellow emissionNaBaPO4 phosphorsSm3+ dopingsymmetry engineeringcrystallographic sitesЭта работа была финансово поддержана Фондом Ляонинской Ключевой лаборатории синтеза и разделения химических добавок (ZJNK2501), Фондом Ляонинского комитета по образованию, CN (JYTQN2023016) и учреждением Ключевая лаборатория хранения и использования энергии провинции Ляонин (CNNK202308)This work was financially supported by the Foundation of Liaoning Key Laboratory of Chemical Additive Synthesis and Separation (ZJNK2501), Foundation of Liaoning Educational Committee, CN (JYTQN2023016), and the Foundation of Liaoning Provincial Key Laboratory of Energy Storage and Utilization (CNNK202308)ReferencesG. Ouertani, M. Ferhi, K. Horchani-Naifer, M. Ferid, J. Alloy. Compd., 885, 161178 (2021).G. Ouertani, M. Ferhi, K. Horchani-Naifer, M. Ferid, J. Alloy. Compd., 885, 161178 (2021).M. H. Li, L. L. Wang, W. G. Ran, C. Y. Ren, Z. L. Song, J. S. Shi, J. Lumin., 184, 143–149 (2017).M. H. Li, L. L. Wang, W. G. Ran, C. Y. Ren, Z. L. Song, J. S. Shi, J. Lumin., 184, 143–149 (2017).S. J. Sun, J. Qian, Z. Li, L. Huang, D. C. Li, Molecules, 30, 767 (2025).S. J. Sun, J. Qian, Z. Li, L. Huang, D. C. Li, Molecules, 30, 767 (2025).G. E. Malashkevich, A. V. Semchenko, A. A. Sukhodola, A. P. Stupak, A. V. Sukhodolov, B. V. Plyushch, V. V. Sidskiĭ, G. A. Denisenko, Phys. Solid State, 50, 1464–1472 (2008).G. E. Malashkevich, A. V. Semchenko, A. A. Sukhodola, A. P. Stupak, A. V. Sukhodolov, B. V. Plyushch, V. V. Sidskiĭ, G. A. Denisenko, Phys. Solid State, 50, 1464–1472 (2008).I. V. Baklanova, V. N. Krasil’nikov, A. P. Tyutyunnik, Ya. V. Baklanova, J. Appl. Spectrosc., 91, 10–16 (2024).I. V. Baklanova, V. N. Krasil’nikov, A. P. Tyutyunnik, Ya. V. Baklanova, J. Appl. Spectrosc., 91, 10–16 (2024).İ. Pekgözlü, J. Appl. Spectrosc., 92, 698–702 (2025).İ. Pekgözlü, J. Appl. Spectrosc., 92, 698–702 (2025).D. Yang, Z. Y. Fang, Y. K. Zheng, Y. F. Xiang, R. T. Song, T. S. Yang, J. L. Song, J. Zhu, Ceram. Int., 47, 21828–21836 (2021).D. Yang, Z. Y. Fang, Y. K. Zheng, Y. F. Xiang, R. T. Song, T. S. Yang, J. L. Song, J. Zhu, Ceram. Int., 47, 21828–21836 (2021).İ. Pekgözlü, J. Appl. Spectrosc., 90, 1372–1375 (2024).İ. Pekgözlü, J. Appl. Spectrosc., 90, 1372–1375 (2024).M. Q. Chang, Y. H. Song, J. Chen, X. T. Zhang, D. Y. Meng, H. Zhu, Z. Shi, H. F. Zou, Y. Sheng, J. Alloy. Compd., 725, 724–738 (2017).M. Q. Chang, Y. H. Song, J. Chen, X. T. Zhang, D. Y. Meng, H. Zhu, Z. Shi, H. F. Zou, Y. Sheng, J. Alloy. Compd., 725, 724–738 (2017).J. Abimalar, S. A. Benila, V. A. Ferby, Mat. Sci. Sem. Proc., 198, 109768 (2025).J. Abimalar, S. A. Benila, V. A. Ferby, Mat. Sci. Sem. Proc., 198, 109768 (2025).J. Zhao, J. W. Lu, R. T. Tu, F. N. Liu, Y. C. Zhang, Y. M. Li, N. Z. Zhong, R. Y. Zhang, Z. H. Leng, Ceram. Int., 51, 36766–36776 (2025).J. Zhao, J. W. Lu, R. T. Tu, F. N. Liu, Y. C. Zhang, Y. M. Li, N. Z. Zhong, R. Y. Zhang, Z. H. Leng, Ceram. Int., 51, 36766–36776 (2025).P. J. Xia, W. Y. Li, K. T. Wu, Y. F. Lei, W. B. Dai, Cryst. Growth Des., 24, 3355–3369 (2024).P. J. Xia, W. Y. Li, K. T. Wu, Y. F. Lei, W. B. Dai, Cryst. Growth Des., 24, 3355–3369 (2024).C. C. Lin, Y. S. Tang, S. F. Hu, R. S. Liu, J. Lumin., 129, 1682–1684 (2009).C. C. Lin, Y. S. Tang, S. F. Hu, R. S. Liu, J. Lumin., 129, 1682–1684 (2009).L. Wang, J. Cui, Q. F. Shi, Y. Tian, C. Cui, M. M. Ren, P. Huang, J. Alloy. Compd., 764, 1003–1007 (2018).L. Wang, J. Cui, Q. F. Shi, Y. Tian, C. Cui, M. M. Ren, P. Huang, J. Alloy. Compd., 764, 1003–1007 (2018).H. Rafq, M. Farooq, S. Rubab, M. H. Rasool, J. Electron. Mater., 53, 2929–2945 (2024).H. Rafq, M. Farooq, S. Rubab, M. H. Rasool, J. Electron. Mater., 53, 2929–2945 (2024).E. V. Zubar’, B. I. Zadneprovskii, N. P. Efryushina, V. P. Dotsenko, Russ. J. Appl. Chem., 84, 1483–1487 (2011).E. V. Zubar’, B. I. Zadneprovskii, N. P. Efryushina, V. P. Dotsenko, Russ. J. Appl. Chem., 84, 1483–1487 (2011).S. Y. Zhang, D. L. Wei, R. Zhu, Y. L. Huang, H. J. Seo, Ceram. Int., 37, 3697–3702 (2011).S. Y. Zhang, D. L. Wei, R. Zhu, Y. L. Huang, H. J. Seo, Ceram. Int., 37, 3697–3702 (2011).J. Q. Hong, B. Zheng, Q. Cheng, J. Wang, Y. F. Liu, R. Q. Lin, K. P. Li, L. W. Huang, J. Wang, L. Lin, Z. Q. Zheng, Ceram. Int., 48, 29730-–29741 (2022).J. Q. Hong, B. Zheng, Q. Cheng, J. Wang, Y. F. Liu, R. Q. Lin, K. P. Li, L. W. Huang, J. Wang, L. Lin, Z. Q. Zheng, Ceram. Int., 48, 29730-–29741 (2022).I. Arvanitidis, D. Siche, S. Seetharaman, Metall. Mater. Trans. B, 27, 409–416 (1996).I. Arvanitidis, D. Siche, S. Seetharaman, Metall. Mater. Trans. B, 27, 409–416 (1996).M. F. Hernández, M. A. Violini, M. F. Serra, M. S. Conconi, G. Suarez, N. M. Rendtorff, J. Therm. Anal. Calorim., 139, 1717–1729 (2020).M. F. Hernández, M. A. Violini, M. F. Serra, M. S. Conconi, G. Suarez, N. M. Rendtorff, J. Therm. Anal. Calorim., 139, 1717–1729 (2020).S. Launay, P. Mahe, M. Quarton, Mater. Res. Bull., 27, 1347–1353 (1992).S. Launay, P. Mahe, M. Quarton, Mater. Res. Bull., 27, 1347–1353 (1992).X. Y. Zuo, Y. J. Chen, X. J. Geng, Y. Yang, Q. Shen, S. Cao, Y. Wang, J. Chin. Ceram. Soc., 45, 429–535 (2017).X. Y. Zuo, Y. J. Chen, X. J. Geng, Y. Yang, Q. Shen, S. Cao, Y. Wang, J. Chin. Ceram. Soc., 45, 429–535 (2017).X. P. Li, X. Wang, X. J. Li, L. H. Cheng, L. L. Tong, W. L. Wang, J. S. Sun, J. S. Zhang, B. J. Chen, Physica B, 481, 197–203 (2016).X. P. Li, X. Wang, X. J. Li, L. H. Cheng, L. L. Tong, W. L. Wang, J. S. Sun, J. S. Zhang, B. J. Chen, Physica B, 481, 197–203 (2016).V. Singh, S. Kaur, A. S. Rao, Optik, 245, 167394 (2021).V. Singh, S. Kaur, A. S. Rao, Optik, 245, 167394 (2021).J. J. Feng, Y. X. Yu, H. J. Song, Z. B. Chen, Y. X. Zhu, J. H. Liu, J. T. Xie, L. F. Chen, J. H. Li, Inorg. Chem., 64, 7137–7147 (2025).J. J. Feng, Y. X. Yu, H. J. Song, Z. B. Chen, Y. X. Zhu, J. H. Liu, J. T. Xie, L. F. Chen, J. H. Li, Inorg. Chem., 64, 7137–7147 (2025).M. M. Chen, S. H. Yang, Y. W. Yuan, X. M. Shen, Y. Liu, Q. Wang, D. W. Cao, C. X. Xu, J. Phys. Chem. C, 125, 11278–11284 (2021).M. M. Chen, S. H. Yang, Y. W. Yuan, X. M. Shen, Y. Liu, Q. Wang, D. W. Cao, C. X. Xu, J. Phys. Chem. C, 125, 11278–11284 (2021).R. T. Wegh, H. Donker, K. D. Oskam, A. Meijerink, Science, 283, 663–666 (1999).R. T. Wegh, H. Donker, K. D. Oskam, A. Meijerink, Science, 283, 663–666 (1999).G. Blasse, Philips Res. Rep., 24, 131–141 (1969).G. Blasse, Philips Res. Rep., 24, 131–141 (1969).Z. H. Leng, L. L. Li, Y. Liu, N. N. Zhang, S. C. Gan, J. Lumin., 173, 171–176 (2016).Z. H. Leng, L. L. Li, Y. Liu, N. N. Zhang, S. C. Gan, J. Lumin., 173, 171–176 (2016).H. E. Sekrafi, E. Hergli, S. Ferdov, P. J. G. Coutinho, L. Rebouta, J. Alloy. Compd., 1010, 177389 (2025).H. E. Sekrafi, E. Hergli, S. Ferdov, P. J. G. Coutinho, L. Rebouta, J. Alloy. Compd., 1010, 177389 (2025).P. Pathak, J. Saji, D. Verma, B. Sharma, A. Mishra, V. Dubey, J. Fluores. (2025). doi: 10.1007/s10895-025-04574-7.P. Pathak, J. Saji, D. Verma, B. Sharma, A. Mishra, V. Dubey, J. Fluores. (2025). doi: 10.1007/s10895-025-04574-7.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.