Abstract To optimize luminescence properties of oxonitridosilicate phosphors are extremely necessary for improving lighting quality of white light-emitting diodes (WLEDs). Herein, we designed Ce3+, Eu2+ codoping and P5+↔Si4+ substitution in the presentative Ba3Si6O12N2:Eu2+ green phosphor to realize an enhancement of luminescence efficiency and thermal stability. Rietveld refinement results of Ce3+, Eu2+, P5+-doped Ba3Si6O12N2 (BSON) confirmed the formation of pure trigonal phase (P-3) of Ba3Si6O12N2 and the successful doping of Ce3+, Eu2+, P5+ ions. Ce3+ and Eu2+ ions randomly occupy two Ba crystallographic sites. Interestingly, a near unity energy transfer (ET, ~100%) from Ce3+ ions to Eu2+ ions is observed. Meanwhile, the doping of P5+ ions into BSON also helps improving the luminescence efficiency and thermal stability, which should be attributed to the charge compensation and the relax of lattice strain. In addition, the white light emitting diodes (WLEDs) fabricated by employing P5+-doped BSON: Eu2+ present a better electroluminescence performance than BSON: Eu2+. This study could serve as a guide in developing optimized oxonitridosilicates phosphors with improved luminescence performances based on complete energy transfer and lattice variations in local coordination environments through cation substitutions, and the as-prepared Ce3+/P5+-codoped Ba3Si6O12N2:Eu2+ could be an excellent green-emitting phosphor for UV-to-Visible LED chips pumped WLEDs.

中文翻译：

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通过 Ce3+/P5+ 掺杂增强 Ba3Si6O12N2:Eu2+ 的绿色发射和热稳定性：统一能量转移、电荷补偿和晶格应变释放

摘要 优化氧氮硅酸盐荧光粉的发光性能对于提高白光发光二极管（WLEDs）的发光质量非常必要。在此，我们在 Ba3Si6O12N2:Eu2+ 绿色荧光粉中设计了 Ce3+、Eu2+ 共掺杂和 P5+↔Si4+ 取代，以提高发光效率和热稳定性。Ce3+、Eu2+、P5+ 掺杂的 Ba3Si6O12N2 (BSON) 的 Rietveld 细化结果证实了 Ba3Si6O12N2 纯三角相 (P-3) 的形成以及 Ce3+、Eu2+、P5+ 离子的成功掺杂。Ce3+ 和 Eu2+ 离子随机占据两个 Ba 晶位。有趣的是，观察到从 Ce3+ 离子到 Eu2+ 离子的接近统一的能量转移（ET，~100%）。同时，将P5+离子掺杂到BSON中也有助于提高发光效率和热稳定性，这应该归因于电荷补偿和晶格应变的弛豫。此外，采用 P5+ 掺杂的 BSON:Eu2+ 制造的白光发光二极管 (WLED) 表现出比 BSON:Eu2+ 更好的电致发光性能。该研究可以作为基于完全能量转移和通过阳离子取代在局部配位环境中的晶格变化的改进发光性能的优化氧氮硅酸盐磷光体的开发指导，并且所制备的 Ce3+/P5+-共掺杂 Ba3Si6O12N2:Eu2+ 可能是一种极好的绿色环保- 用于紫外到可见光 LED 芯片泵浦 WLED 的发光磷光体。Eu2+ 表现出比 BSON: Eu2+ 更好的电致发光性能。该研究可以作为基于完全能量转移和通过阳离子取代在局部配位环境中的晶格变化的优化发光性能的开发的指导，并且所制备的 Ce3+/P5+-共掺杂 Ba3Si6O12N2:Eu2+ 可能是一种极好的绿色环保- 用于紫外到可见光 LED 芯片泵浦 WLED 的发光磷光体。Eu2+ 表现出比 BSON：Eu2+ 更好的电致发光性能。该研究可以作为基于完全能量转移和通过阳离子取代在局部配位环境中的晶格变化的改进发光性能的优化氧氮硅酸盐磷光体的开发指导，并且所制备的 Ce3+/P5+-共掺杂 Ba3Si6O12N2:Eu2+ 可能是一种极好的绿色环保- 用于紫外到可见光 LED 芯片泵浦 WLED 的发光磷光体。