[发明专利]镓酸盐发光元件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种镓酸盐发光元件及其制备方法。

背景技术

LaGaO₃基钙钛矿氧化物是一种低温下具有较高氧离子电导率的材料，并且具有良好的稳定性，稀土离子掺杂的La_1-xGaO₃:Ln_x材料具备良好的发光性能。目前已有多种方法可用于La_1-xGaO₃:Ln_x粉体的制备，但对于器件应用而言，荧光粉由于颗粒之间存在接触电阻，导致粉末屏的电导率不高，且不易控制荧光粉的涂平工艺质量，荧光粉和衬底的粘附性能也不够理想，直接影响La_1-xGaO₃:Ln_x粉体的发光均匀性及使用寿命。因此，如何将La_1-xGaO₃:Ln_x材料制备成为具有良好的均匀性、稳定性和与附底良好的粘附性的薄膜，并进一步增强薄膜的发光强度，一直是材料化学和材料物理学领域中研究的重要内容。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种薄膜型的、具有较高发光强度的镓酸盐发光元件。

本发明进一步要解决的技术问题在于，还提供一种镓酸盐发光元件的制备方法。

为达成上述目的，依据本发明，提供一种镓酸盐发光元件，包括La_1-xGaO₃:Ln_x薄膜和位于所述La_1-xGaO₃:Ln_x发光薄膜表面上的金属层，所述金属层具有金属微纳结构，其中，Ln为Tm、Tb、Eu、Sm中的一种或两种，x的取值范围为0.001≤x≤0.10。

在本发明所述的镓酸盐发光元件中，优选地，所述金属层由银、金、铝、铂、钯、铜或它们中两种或两种以上的合金制成。

在本发明所述的镓酸盐发光元件中，优选地，所述金属层的厚度为1～100nm。

为达成上述目的，依据本发明，还提供一种镓酸盐发光元件的制备方法，在La_1-xGaO₃:Ln_x发光薄膜表面形成金属层，然后将所述La_1-xGaO₃:Ln_x发光薄膜及金属层在真空环境下进行退火处理，使金属层形成金属微纳结构，其中Ln为Tm、Tb、Eu、Sm中的一种或两种，x的取值范围为0.001≤x≤0.10。

在本发明所述的镓酸盐发光元件的制备方法中，优选地，所述金属层由银、金、铝、铂、钯、铜或它们中两种或两种以上的合金制成。

在本发明所述的镓酸盐发光元件的制备方法中，优选地，所述金属层厚度为1～100nm。

在本发明所述的镓酸盐发光元件的制备方法中，优选地，所述La_1-xGaO₃:Ln_x发光薄膜利用溶胶-凝胶法制成。

在本发明所述的镓酸盐发光元件的制备方法中，优选地，所述金属层是将金属溅射或蒸镀到所述Y₂O₃:Eu发光薄膜表面形成的。

在本发明所述的镓酸盐发光元件的制备方法中，优选地，所述退火处理为在真空度≤1×10^-3Pa的真空环境下于100～500℃退火15～180min，然后冷却至室温。

在本发明所述的镓酸盐发光元件的制备方法中，优选地，所述退火处理为在真空度≤1×10^-4Pa的真空环境下于200～400℃退火30～150min，然后冷却至室温。

本发明的镓酸盐发光元件通过在La_1-xGaO₃:Ln_x发光薄膜表面形成具有金属微纳结构的金属层，从而在金属层与La_1-xGaO₃:Ln_x发光薄膜之间的界面形成表面等离子体。表面等离子体效应可使La_1-xGaO₃:Ln_x发光薄膜的内量子效率大大提高，即使其自发辐射增强，从而显著增强了La_1-xGaO₃:Ln_x发光薄膜的发光强度。