荧光纳米材料YPO4∶Sm3+@YPO4@聚乙二醇的构筑及其荧光性能

刘丛林 吴锦绣＊, 贾慧灵 柳召刚胡艳宏 王 昕 齐源昊 王忠志(内蒙古科技大学材料与冶金学院，包头 0400)

(2轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室，包头 014010)(3内蒙古自治区稀土湿法冶金与轻稀土应用重点实验室，包头 014010)(4内蒙古科技大学机械工程学院，包头 014010)(5包头稀土研究院，包头 014010)

0 引 言

稀土掺杂的磷酸盐作为发光材料的优点在于吸收能力强、转换率高，特别是在可见光区域具有很强的发射能力，且物理化学性质稳定[1-2]。稀土Sm3+离子在近紫外和可见光区存在丰富的能级，对近紫外和蓝光具有强烈的光吸收性能，并可发射橙红色荧光。Sm3+离子的光吸收范围与InGaN芯片发射的近紫外光相匹配[3-4]，其红色发光谱线比Eu3+更丰富[5]。Sm3+离子掺杂磷酸钇(YPO4∶Sm3+)由于其优良的发光性能，作为红色荧光粉可广泛应用于高压汞灯和彩色电视机等[6]。近年来，YPO4∶Sm3+纳米粒子因其在高分辨率显示器、药物传递系统和生物荧光标记等方面的潜在应用而受到了极大的关注[7-8]。纳米材料与微米材料相比，具有更高的比表面缺陷，导致其荧光性能下降[9]。因此提高纳米材料的发光性能是当今研究领域的主要问题。

Zhu等[10]利用水热法合成了具有增强光致发光作用的 YVO4∶Eu3+@YPO4核壳结构，通过调配 YVO4∶Eu3+和YPO4的最佳物质的量之比，使其发光强度提高了44%。吴锦绣[11]利用微波法合成了YPO4∶Sm3+@CS球形荧光粉，表面修饰后的产物具有较好的水溶性和生物相容性。Lim等[12]利用水热法制得LaPO4∶Er3+@LaPO4核壳纳米颗粒，其纳米杂化膜的发光强度和寿命得到显著提高。Hu[13]提出了在YPO4∶Sm3+晶体中引入Tb3+离子以改善其发光性能，使Sm3+在室温下的发光强度和持续时间提高了约14倍。Ansari[14]在低温条件下制备了单分散、球形、高水溶性的荧光纳米材料GdPO4∶Eu3+@LaPO4@SiO2，并且包覆后的产物发光性能显著提高，表明LaPO4层包覆成功。但是关于构筑双层核壳结构的纳米荧光粉 YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG(聚乙二醇)还未见相关文献报道。

综上可知，选用合适的材料对纳米发光材料进行表面包覆和修饰，不仅可以改善纳米材料的疏水性能，还可以提高其荧光性能。主要是由于表面包覆层可以通过抑制能量转移过程的能量损失来提高纳米荧光粉的发光性能[15-18]。本课题组已经研究了球形纳米荧光粉YPO4∶Sm3+的形貌形成机理，探究了该类荧光粉的结构和形貌对发光性能的影响[19]，同时也研究了不同酸度对球形纳米荧光粉YPO4∶Sm3+的结构和形貌及其发光性能的影响[20]。在此基础上，先用同质晶体YPO4包覆球形纳米荧光粉YPO4∶Sm3+，得到核壳结构的荧光纳米材料YPO4∶Sm3+@YPO4。然后用PEG进行外层包覆，得到双层核壳结构的荧光纳米材料YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG。该双层荧光纳米材料不仅具有亲水性和生物相容性，同时也增强了纳米荧光粉YPO4∶Sm3+的荧光性能。

1 实验部分

1.1 试剂

Y2O3、浓磷酸、浓硝酸和NaOH(AR)购自国药集团化学试剂有限公司，Sm2O3(99.999%)购自包头稀土研究院，PEG(Mw=1 000)购自国药集团化学试剂有限公司。试验用水全部为去离子水。

1.2 YPO4∶Sm3+的制备

参照文献[15-16]提供的方法制备YPO4∶Sm3+荧光粉，具有步骤如下：分别用移液管量取2 mL Sm(NO3)3(0.05 mol·L-1)溶液和 9.8 mL Y(NO3)3(0.5 mol·L-1)溶液置于50 mL烧杯中，将烧杯放置在磁力搅拌器上，在持续搅拌的情况下逐滴加入10 mL浓度为1.5 mol·L-1的磷酸溶液。滴加完毕后继续搅拌10 min。搅拌结束后使用6 mol·L-1的NaOH溶液调节其pH约为3。继续搅拌10 min后超声分散20 min，之后将反应体系移入高压反应釜的聚四氟乙烯容器中，填充度为80%，随后将高压反应釜置于鼓风干燥箱中，200℃反应12 h。反应结束后，反应釜随炉冷却到室温。最后通过离心、洗涤、干燥和研磨等步骤得到产物YPO4∶Sm3+，并称重后封装。

1.3 YPO4∶Sm3+@YPO4的制备

分别制备 YPO4∶Sm3+(核)、YPO4(包覆剂)物质的量之比为 5∶1、6∶1、8∶1 和 9∶1 的荧光材料 YPO4∶Sm3+@YPO4。以6∶1的材料制备过程为例：首先称取0.3 g YPO4∶Sm3+和15 mL无水乙醇置于玛瑙研钵中研磨，使其充分分散，然后将反应物移入200 mL烧杯，并加入15 mL去离子水，在超声振动器中振动分散 30 min。量取 1.8 mL Y(NO3)3(0.1 mol·L-1)溶液和8.2 mL水于该烧杯中，充分搅拌混合，然后量取5.4 mL磷酸(1.5 mol·L-1)溶液逐滴加入该烧杯中。最后用浓度为3 mol·L-1的NaOH调节pH约为3。搅拌30 min后将反应体系移入高压反应釜的聚四氟乙烯容器中，随后将高压反应釜置于鼓风干燥箱中，200℃反应12 h。反应结束后，随炉冷却到室温。最后通过离心、洗涤、干燥和研磨等步骤得到产物YPO4∶Sm3+@YPO4并称重后封装。后文如无特别指出YPO4∶Sm3+@YPO4均指物质的量之比为6：1时制备的产物。

1.4 YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG的制备

称取0.2 g上述制备的YPO4∶Sm3+@YPO4置于玛瑙研钵中，加入少量无水乙醇后研磨，将研磨好的产物倒入250 mL烧杯中，加入100 mL去离子水超声分散30 min，得到2 g·L-1悬浮液A。将0.2 g PEG溶于100 mL去离子水中，得到2 g·L-1PEG溶液B。将悬浮液A移入500 mL的四口圆底烧瓶中，在微波反应器中60℃加热。将溶液B以每滴9～10 s的速度滴入不断搅拌的悬浮液A中得到反应体系C。C在60℃下微波反应7.5 h。待反应结束，C冷却到室温后，将其移入500 mL烧杯中并加入50 mL正己烷常温陈化12 h。最后，将C进行离心、洗涤和干燥，获得最终产物YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG，并研磨和封装。

1.5 样品表征

用D8 ADVANCE X射线粉末衍射仪(XRD，工作电压40 kV，工作电流30 mA，德国Bruker)对产物进行物相分析，采用CuKα(λ=0.154 05 nm)辐射，扫描范围 10°～80°，扫描速度 4(°)·min-1。用 Sigma500 AMCS场发射扫描电子显微镜(SEM，工作电压3 kV，德国卡尔蔡司)和JEOL 2100F透射电子显微镜(TEM，工作电压200 kV，德国Breker)测定产物的元素组成、形貌、尺寸等。用Alpha傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR，德国BROKER)测试样品的红外光谱，采用KBr压片。用F-4600荧光分光光度计(FL，日本日立高新技术集团)测定样品的激发和发射光谱。用FL920系列稳态/瞬态荧光光谱仪(FL，英国爱丁堡公司)测量样品荧光寿命。以上测试均在室温下进行。采用美国TA Instruments仪器公司生产的热重(TG)分析仪(型号为SDTQ600)测试产物的热稳定性和热分解过程。

2 结果与讨论

2.1 结构和形貌分析

利用Jade 6.0软件分析了包覆前后产物的XRD图(图1)可知，图中所有衍射峰都与YPO4标准卡片(PDF No.83-0658)的衍射峰相对应，没有出现其它杂峰，表明所制备的产物为纯相，具有四方晶系结构，其空间点阵为I41/amd，晶胞参数：a=0.688 2 nm，c=0.601 8 nm，Z=4，最强衍射峰为(200)晶面。通过相关软件分析计算了(200)晶面的结晶度，YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG的结晶度为72.47%，YPO4∶Sm3+@YPO4的结晶度为78.85%，YPO4∶Sm3+的结晶度为78.65%，说明PEG包覆后的产物在(200)晶面的结晶度降低，这主要是由于PEG为非晶态。由此可以推断PEG和YPO4包覆不会引起产物晶体结构的变化[21-22]。

图1 YPO4∶Sm3+包覆前后的XRD图Fig.1 XRD patterns of YPO4∶Sm3+before and after coating

由图2的SEM图可知，包覆前后的产物形貌没有太大的变化，都呈球形。用粒度分析软件Nano measurer 1.2算出平均粒径。分析可知包覆前产物的平均粒径为60～80 nm；无机物YPO4包覆的产物平均粒径为65～90 nm。纳米粒子是由晶粒部分团聚形成，由于晶粒受表面效应影响，粒子间有相互聚集的趋势[23]。有机PEG包覆产物YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG的平均粒径为70～100 nm。可知包覆层的厚度为10～20 nm。由图可知，PEG包覆后的产物颗粒表面光滑、圆润、分散性较好[24-25]。由此可知，选择PEG作为包覆剂可以补充纳米核的表面缺陷。

图2 YPO4∶Sm3+包覆前后的SEM图Fig.2 SEM images of YPO4∶Sm3+before and after coating

图3为YPO4包覆前后的能谱(EDS)图。从图中可知，纳米发光材料 YPO4∶Sm3+和 YPO4∶Sm3+@YPO4的组成元素都仅为O、Y、Sm和P，这说明YPO4包覆前后的产物元素组成相同，并没有出现其它杂质。

图3 YPO4∶Sm3+包覆前 (a)后 (b)的EDS谱图Fig.3 EDS spectra of YPO4∶Sm3+before(a)and after(b)coating

为了进一步研究包覆层的厚度，对包覆后的产物进行了TEM测试。YPO4∶Sm3+@YPO4颗粒平均粒径为65～90 nm(图4)，YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG的平均粒径为 70～100 nm(图5)，YPO4∶Sm3+的平均粒径为60～80 nm[20]，可知内层包覆厚度为5～10 nm，外层包覆厚度为5～10 nm，这与SEM分析结果基本吻合。以上结果进一步证明YPO4和PEG都成功包覆在纳米荧光粉YPO4∶Sm3+的表面[26]。从高分辨透射电镜(HRTEM)图中可知 YPO4∶Sm3+@YPO4的(200)晶面间距为 0.244 2 nm，YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG的(312)晶面间距为0.190 7 nm，这与标准卡片(PDF No.83-0658)对应的晶面间距相吻合。选区电子衍射(SAED)图中由内向外所表示的晶面指数符合XRD分析结果。YPO4∶Sm3+@YPO4的电子衍射花样呈现明亮、清晰的圆环，说明产物是晶体。而PEG包覆后YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG的电子衍射光环较为弥散，这与XRD分析的结果相吻合，这主要是由于非晶态PEG表面包覆层降低了图像的清晰度[27]。

图4 YPO4∶Sm3+@YPO4的(a)TEM图、(b)HRTEM图、(c)SEAD图Fig.4 (a)TEM image,(b)HRTEM image,and(c)SEAD image of YPO4∶Sm3+@YPO4

图5 YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG的(a)TEM图、(b)HRTEM图、(c)SEAD图Fig.5 (a)TEM image,(b)HRTEM image,and(c)SEAD image of YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG

2.2 红外光谱分析

从图6a中可以看出位于1 200～985 cm-1处的宽吸收带归属于P—O—P键反对称伸缩振动，在660 cm-1处的吸收带为P—O键的反对称弯曲振动，并且在520 cm-1处的吸收带归属于Y—O和Sm—O的重合振动。在3 486和1 655 cm-1处有2个吸收带，分别归属于水的H—O键弯曲和伸缩振动吸收峰，这可能是在压片过程中溴化钾中的水或产物表面吸附的水[28-29]所致。在2 923、2 852和2 026 cm-1处存在弱的吸收带，可能是在测试的过程中产物吸收了空气中的二氧化碳导致的。从图6a中可以看出，包覆前后产物的红外光谱较为相近，但YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG 相比于 YPO4∶Sm3+在 1 655 cm-1处的H—O蓝移了10 cm-1，说明该H—O归属于PEG分子中的羟基，也有可能是稀土离子Y与羟基中的O形成Y—O键。由图6b可知，在3 389和1 630 cm-1处的吸收带归属于吸附水分子和PEG的羟基振动吸收；位于1 470cm-1处的吸收带属于PEG的弯曲振动吸收；在2 879、964和842 cm-1处的吸收带归属于PEG分子的CH2振动吸收[30-32]。位于1 118 cm-1处的吸收带是PEG的C—O—C键的伸缩振动峰。YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG的红外光谱图与PEG相差较大。但是在2 879、964和842 cm-1处有微弱的峰，归属于PEG分子中CH2振动吸收，说明PEG包覆在YPO4∶Sm3+@YPO4的表面。PEG中的羟基与YPO4∶Sm3+@YPO4中的稀土离子(R3+)配位形成O—R3+键[33-34]，该键与YPO4∶Sm3+在530～630 cm-1处的吸收带与 Y—O键和Sm—O键的振动相重合。通过以上分析可知，PEG成功包覆在YPO4∶Sm3+@YPO4的表面。

图6 YPO4∶Sm3+包覆前后及PEG的红外光谱图Fig.6 Infrared spectra of YPO4∶Sm3+before and after coating and PEG

2.3 TG分析

图7为YPO4∶Sm3+包覆前后的TG图。从图中可知，包覆前后样品的TG曲线在700～1 000℃范围内趋于平缓，说明该类荧光粉在700℃比较稳定。其中 YPO4∶Sm3+失重率为 4.2%，YPO4∶Sm3+@YPO4失重率为6.0%，相较于YPO4∶Sm3+失重率增加了1.8%，这可能是因为在YPO4∶Sm3+表面进行同质晶体YPO4的外延包覆后表面吸附的结晶水增加，导致失重率略有增加。YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG在0～340℃范围内由于结晶水分解导致的失重率为2%。在340～420℃范围内有明显的失重现象，此时是包覆层PEG的分解过程，在420℃时PEG完全分解[35]，失重率为4.5%。PEG包覆后样品总失重率为6.5%，相对于包覆前明显增加。这进一步证明了YPO4和PEG成功包覆在YPO4∶Sm3+表面。

图7 YPO4∶Sm3+包覆前后的TG曲线对比Fig.7 Comparison of TG curves for YPO4∶Sm3before and after coating

2.4 包覆机理

通过Materials Studio软件绘制了YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG包覆机理示意图(图8)。图8a为YPO4∶Sm3+的晶体结构图，图8b表示YPO4包覆后的三维立体图。图8c为PEG单体分子结构示意图。由红外光谱图可知，PEG中的羟基与稀土离子配位形成O—R3+键(图8d)。PEG单体分子中有2个羟基，其中一个羟基与YPO4∶Sm3+@YPO4中的稀土离子成键，另一个羟基在产物外层，因此YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG具有亲水性和生物相容性。图9为YPO4包覆前后的宏观示意图，YPO4∶Sm3+表面内层包覆无机物YPO4，外层包覆有机物PEG，得到双层核壳结构的YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG。

图8 包覆机理微观示意图Fig.8 Microscopic schematic diagram of coating mechanism

图9 包覆机理宏观示意图Fig.9 Macroscopic schematic diagram of coating mechanism

2.5 荧光性能分析

图10是包覆前后荧光纳米材料的激发和发射光谱图。由图10可知，包覆前后激发峰和发射峰的位置基本没有改变，但是荧光强度明显增强。由图10a可知，在404 nm可见光的激发下，Sm3+的4个主要特征发射峰分别位于564、603、648和 705 nm[36]，并且在603 nm处的荧光强度最强。从图10b中可以看出，在603 nm波长检测下，产物在300～500 nm范围内有一系列的激发峰，均是Sm3+的4f组态内的f-f跃迁，其中在404 nm处出现最强激发峰。这些激发峰归属于 Sm3+的6H5/2→4K17/2(346 nm)、6H5/2→4H7/2(363 nm)、6H5/2→4P7/2(376 nm)、6H5/2→4P3/2(404 nm)、6H5/2→4P5/2(418 nm)、6H5/2→4G9/2(441 nm)、6H5/2→4I13/2(466 nm)和6H5/2→4I11/2(478 nm)能级跃迁[37]，可见纳米荧光粉YPO4∶Sm3+可被紫外和可见光有效激发。

图10 YPO4∶Sm3+和 YPO4∶Sm3+@YPO4发射 (a)和激发(b)光谱图Fig.10 Emission(a)and excitation(b)spectra of YPO4∶Sm3+and YPO4∶Sm3+@YPO4

与其它的异质结构相比，YPO4∶Sm3+与包覆剂YPO4有相同的晶体结构和单胞参数，因而更容易外延生长到YPO4∶Sm3+纳米晶体上[10,15]。当二者物质的量之比为5∶1和9∶1时，荧光强度增强了约0.5和1倍；当二者物质的量之比为8∶1时，荧光强度增强了2倍多。当二者物质的量之比为6∶1时，荧光强度增强了3倍多。说明核YPO4∶Sm3+与包覆剂YPO4的物质的量之比为6∶1时包覆层厚度最佳，表面复合率、表面缺陷密度和表面态密度都大大降低，有效地减少了非辐射衰变通道，有利于能量的转换，从而使荧光强度达到最高[38]。并且O—R3+键的数量增多，O2-离子的2p轨道吸收的能量达到最大，传递给Sm3+离子的能量也最多，所以荧光强度最高[39-40]。可见表面包覆剂YPO4的包覆量及厚度会影响产物的发光强度。综上可知，同核无机盐YPO4表面包覆层对发光纳米核起到了保护作用，这可能是通过抑制能量转移过程的能量损失来使核的荧光性能增强[20]。

从图11可知，包覆PEG前后产物的激发峰和发射峰的位置没有改变，但是荧光强度明显增强，位于603 nm处的特征峰荧光强度最高。YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG的荧光强度比YPO4∶Sm3+增强了5倍多，较内层包覆产物YPO4∶Sm3+@YPO4增强了0.5倍多。PEG包覆后产物荧光强度增强是因为最外层包覆起到了钝化作用，减少了晶体的缺失，也可能因为PEG作为聚合物包覆有助于将光致发光的量子产率提高[41]。

图11 YPO4∶Sm3+@YPO4包覆前后发射 (a)和激发(b)光谱图Fig.11 Emission(a)and excitation(b)spectra of YPO4∶Sm3+@YPO4before and after coating

发光颜色对于荧光粉的实际应用也至关重要。在本实验中，用CIE 1931软件计算了包覆前后的产物在404 nm近紫外光激发下发光的色坐标，并在色度图中标注了其位置(图12)。其中YPO4∶Sm3+的色坐标为(0.540 2，0.447 3)，YPO4∶Sm3+@YPO4的色坐标为(0.566 8，0.432 3)，YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG 的色坐标为(0.580 3，0.418 9)。由此可知，包覆前后产物的色坐标略微有变化，发光颜色均为橙红色。可见不具有发光性能的包覆层对荧光粉的发光颜色影响不大。

图12 YPO4∶Sm3+包覆前后荧光发射颜色在色度图中的位置Fig.12 Fluorescence color positions of YPO4∶Sm3+before and after coating in chromaticity diagram

2.6 荧光寿命分析

为了进一步研究包覆剂对纳米荧光粉荧光性能的影响，测量了用不同产物的荧光寿命，如图13所示。图中为Sm3+的4G5/2→6H7/2跃迁衰减曲线，衰减曲线符合双指数函数，使用公式1进行二次拟合[42-43]：

其中It表示在t时的荧光强度，τ1和τ2是长寿命和短寿命，A1和A2为常数。长寿命组分代表了纳米粒子中大量的本征衰变时间，短寿命与表面附近的稀土离子的衰减有关，其平均寿命(τav)可以用式2[42-43]计算：

利用荧光衰减曲线计算得到 YPO4∶Sm3+、YPO4∶Sm3+@YPO4(5∶1)、YPO4∶Sm3+@YPO4(6∶1)、YPO4∶Sm3+@YPO4(8∶1)、YPO4∶Sm3+@YPO4(9∶1)的平均荧光寿命分别为2.36、2.38、2.67、2.57、2.40 ms，包覆后产物的寿命比包覆前增加了0.02～0.31 ms。可见YPO4包覆层厚度不同对荧光纳米材料YPO4∶Sm3+的荧光寿命影响差别不大，这可能是测试过程中的误差所致。

由图13b可知，PEG包覆后的产物YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG荧光寿命为2.37 ms，相比于YPO4∶Sm3+的荧光寿命增加了0.01ms，但是相较于YPO4∶Sm3+@YPO4的产物寿命减少了0.30ms。可能是PEG包覆后产物表面生成了保护层，减少了晶体的缺失，且产物的外层上有很多羟基裸露，增加了非辐射跃迁的速率从而缩短了辐射跃迁的寿命[41-42]。还可能是因为Sm3+之间的能量传递速率增大从而减少了荧光寿命，任何一种趋于和自发发射过程相竞争时都会降低激发态寿命[43]。由此可知，所有包覆前后产物的荧光寿命都在3 ms以内，与相关文献相近[43]。

2.7 YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG溶胶的稳定性

为了进一步验证PEG包覆后产物的亲水性，将YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG配成浓度为 1.25 g·L-1的溶胶，在常温下保存，每天在同一时间内测量其荧光强度，测量周期为9d。图14为YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG溶胶随时间变化的荧光强度示意图。在402 nm激发下，YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG位于603 nm处的特征峰荧光强度达到最高。随着测量天数增加，YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG溶胶的荧光强度变化较小，基本趋于稳定。说明了纳米荧光粉YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG能够在水中稳定存在9 d。通过以上分析证明了PEG包覆后的产物具有亲水性和生物相容性，与理论相一致。

图14 YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG溶胶荧光光谱随时间的变化Fig.14 Variations of fluorescence spectra of YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG sol with time

3 结 论

以YPO4作为无机包覆剂，用水热法对荧光纳米材料YPO4∶Sm3+进行包覆，得到核壳结构的YPO4∶Sm3+@YPO4纳米荧光粉。然后以PEG为有机表面改性剂，采用微波法对其表面改性，得到双层核壳结构的荧光纳米材料YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG。结果表明：包覆前后的产物均为四方晶系结构，产物形貌均为纳米球，包覆后产物大小分布均匀且颗粒分散性较好，表面光滑、圆润。包覆层的厚度为10～20 nm。包覆后产物荧光光谱的激发和发射峰的位置未发生移动，但荧光强度与包覆前相比显著提升，其中YPO4∶Sm3+与包覆剂YPO4物质的量之比为6∶1时所得产物的荧光强度最大，是YPO4∶Sm3+荧光强度的4倍多。PEG包覆量为0.2 g时，产物的荧光强度增强了5倍多。包覆前后色坐标略有变化，颜色为橙红色。该双层核壳结构的纳米荧光粉YPO4∶Sm3+@YPO4@PEG不仅具有亲水性和生物相容性，而且增强了YPO4∶Sm3+的发光性能，在生物医药领域中有潜在的应用价值。