Технология лазерной флюоресцентной визуализации демонстрирует широкие перспективы применения в области лазерных дисплеев благодаря низкой стоимости и отсутствию засветки. Эта технология предъявляет строгие требования к люминесцентным материалам, требуя максимально короткого времени жизни флюоресценции ионов активатора. Время жизни флюоресценции ионов Ce³⁺ обычно находится в наносекундном диапазоне, однако существующие люминофоры, активированные ионами Ce³⁺ при возбуждении синим светом, преимущественно излучают в сине-зелёной и жёлтой областях спектра, с дефицитом в оранжево-красном диапазоне. В данной работе синтезирован люминофор Y₃Mg₂AlSi₂O₁₂:Ce³⁺ методом высокотемпературного твёрдотельного синтеза с систематической оптимизацией флюса и процесса спекания, что эффективно подавило образование апатитного примеси и позволило получить чистофазный материал Y₃Mg₂AlSi₂O₁₂. Чистофазный люминофор проявил превосходные оптические характеристики: при комнатной температуре интенсивность свечения увеличилась примерно на 150% по сравнению с неоптимизированным состоянием, внутренний и внешний квантовые выходы достигли 78.73% и 49.07% соответственно, а при 150 ℃ интенсивность свечения сохраняла 70.1% от уровня комнатной температуры. Для реализации красного сдвига спектра в данной работе на основе стратегии регулирования кристаллической решётки введены ионы Gd³⁺ с большим ионным радиусом в позицию Y³⁺, что позволило успешно синтезировать серию образцов Y_2.95-zGd_zMg₂AlSi₂O₁₂:5%Ce³⁺ (z=0~1.2). При возбуждении синим светом с длиной волны 460 нм данная серия люминофоров обеспечивает излучение в оранжево-красном диапазоне в пределах 500~800 нм. С увеличением содержания Gd³⁺ (z) до 1.2 основное пиковое излучение смещается с 602 нм до 617 нм, а соответствующая цветовая координата CIE x изменяется с 0.5397 до 0.5628.

Оранжево-красный люминофор системы гранатов; регулирование решётки; синтез чистой фазы; активирован Ce³⁺