[发明专利]铋离子掺杂的锗硅酸盐发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锗硅酸盐发光材料，尤其涉及一种铋离子掺杂的锗硅酸盐发光材料。本发明还涉及一种铋离子掺杂的锗硅酸盐发光材料的制备方法。

背景技术

目前，过渡元素和稀土发光材料作为一种新型高效的发光材料，已经发展为信息显示、照明光源、光电器件等领域重要的发光材料，通过提高发光材料的发光强度可以有效改善发光器件的性能，同时提高器件的发光效率并有效节能。因此，高发光效率的发光材料的研究和应用一直是材料化学和材料物理学领域的重要研究内容。

稀土离子掺杂的锗硅酸盐发光材料具有良好的光致发光性能，受激发后所发出的荧光色纯度和亮度均较高。现有紫外LED(UV-LED，下同)的研究一方面集中在UV芯片，另一方面则主要集中在UV-LED用的荧光粉发光材料。目前可以适合UV-LED使用的荧光粉并不多，因而开发新型适用于UV-LED使用的发光材料是一个研究重点。

发明内容

本发明解决其技术问题是提供一种铋(Bi，下同)离子掺杂的锗硅酸盐发光材料。

所采用的技术方案为：该锗硅酸盐发光材料具有以下化学通式：AB_1-xBi_xCO₄，其中，x的取值为0＜x≤0.08，A为纳(Na)、钾(K)、锂(Li)中的一种，B为钇(Y)、钆(Gd)、镥(Lu)、镧(La)、钪(Sc)中的一种或者两种，C为锗(Ge)、硅(Si)中的一种或者两种；其中，x的取值优选为0.001≤x≤0.06。

本发明还提供一种制备铋离子掺杂的锗硅酸盐发光材料的方法，包括以下步骤：

(1)、按化学通式AB_1-xBi_xCO₄中各元素的化学计量比，提供A的化合物原料，B的化合物原料，C的化合物原料及Bi³⁺的化合物原料，研磨成混合粉体；其中，A的化合物原料为A⁺的碳酸盐；B的化合物原料为B³⁺的氧化物、硝酸盐、碳酸盐、草酸盐中的至少一种；C的化合物原料为C⁴⁺的氧化物；Bi的化合物原料为Bi³⁺的氧化物、草酸盐中的一种或两种；x的取值为0＜x≤0.08，x的取值优选为0.001≤x≤0.06；A为纳(Na)、钾(K)、锂(Li)中的一种，B为钇(Y)、钆(Gd)、镥(Lu)、镧(La)、钪(Sc)中的一种或者两种，C为锗(Ge)、硅(Si)中的一种或者两种；

(2)、将混合粉体于800～1350℃温度下、空气气氛中高温烧结2～20h，所得到产物冷却至室温，研磨即得到Bi³⁺离子掺杂的锗硅酸盐发光材料。

本发明的发光材料是掺杂了铋离子的锗硅酸盐发光材料，具有稳定性好、发光性能较好的特点，可以适用于UV-LED的使用。

本发明的制备方法工艺简单、产品质量高、成本低，可广泛应用在发光材料制造中。

附图说明

图1是实施例2所制备的NaY_0.99Bi_0.01GeO₄发光材料的发射光谱。

其中，发射光谱的激发波长为350nm。测试该光谱使用的仪器为岛津RF-5301PC荧光光谱仪；

图2为本发明锗硅酸盐发光材料的制备工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供一种铋离子掺杂的锗硅酸盐发光材料，本发明还提供一种制备铋离子掺杂的锗硅酸盐发光材料的方法，如图2所示，包括以下步骤：

S1、按化学通式AB_1-xBi_xCO₄中各元素的化学计量比，提供A的化合物原料，B的化合物原料，C的化合物原料及Bi³⁺的化合物原料，研磨成混合粉体；其中，A的化合物原料为A⁺的碳酸盐；B的化合物原料为B³⁺的氧化物、硝酸盐、碳酸盐、草酸盐中的至少一种；C的化合物原料为C⁴⁺的氧化物；Bi的化合物原料为Bi³⁺的氧化物、草酸盐中的一种或两种；x的取值为0＜x≤0.08，x的取值优选为0.001≤x≤0.06；A为纳(Na)、钾(K)、锂(Li)中的一种，B为钇(Y)、钆(Gd)、镥(Lu)、镧(La)、钪(Sc)中的一种或者两种，C为锗(Ge)、硅(Si)中的一种或者两种；