Um das Problem der unzureichenden Leuchtleistung von tiefroten Leuchtstoffen für die Pflanzenbeleuchtung zu lösen, wurde eine neue Strategie vorgeschlagen, die Fluoreszenzemission durch Co-Dotierung mit Al³⁺ zu verstärken. Mithilfe des Festkörper-Hochtemperaturverfahrens wurden Ca₂YTa_1-xO₆∶xMn⁴⁺ (x = 0,1%~0,6%) und Ca₂YTa_1-0,3%-yO₆∶0,3%Mn⁴⁺, yAl³⁺ (y = 0,4%~2,4%) mit unterschiedlichen Konzentrationen von Mn⁴⁺ und Al³⁺ synthetisiert. Die durch Al³⁺ induzierte Verstärkung wurde mittels Röntgenbeugung, Photolumineszenz und Fluoreszenzabklingzeit untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass unter einer Anregung mit 304 nm Wellenlänge die tiefrote Fluoreszenz von einfach dotiertem Ca₂YTaO₆∶0,3%Mn⁴⁺ am stärksten war; nach der Co-Dotierung mit Al³⁺ wurde die Intensität signifikant erhöht und erreichte bei einer Al³⁺-Konzentration von 1,2% das 5,92-fache von Ca₂YTaO₆∶0,3%Mn⁴⁺. Die Analyse zeigte, dass Al³⁺ das Konzentrations-Quenching zwischen Mn⁴⁺ effektiv unterdrückt, die Anzahl der Quenching-Zentren und Defekte reduziert, was zu einer Verringerung der nichtstrahlenden Übergangsraten führt; gleichzeitig wird das Kristallfeld um Mn⁴⁺ deutlich verstärkt, wodurch die Wahrscheinlichkeit des radiativen Übergangs von ²E_g erhöht wird und die Lumineszenz verstärkt wird. Außerdem verändert die Co-Dotierung die thermische Stabilität des Leuchtstoffs nicht signifikant. Das Elektrolumineszenzspektrum des pc-LED mit einer 365-nm-Chip-Verpackung stimmt gut mit dem Absorptionsbereich des pflanzlichen Photosensors P_fr überein, bietet hohe Leuchtintensität und Farbreinheit und besitzt damit großes Anwendungspotenzial in der Innenraum-Pflanzenbeleuchtung.

Festkörper-Hochtemperaturverfahren; Al³⁺-Co-Dotierung; Fluoreszenzverstärkung; Ca₂YTaO₆; Kristallfeldstärke