[发明专利]一种无机发光材料

说明书

技术领域

本发明属于发光材料领域，特别涉及一种上转换发光材料。

背景技术

上转换发光材料对基质材料的选取也有很高的要求。尽管通过增大泵浦激光功率，稀土离子在很多材料中都可以实现上转换发光，但是因为相同激活剂离子在不同基质材料中的发光强度差别非常大，最大相差8个数量级，所以为了得到真正满足实际应用的上转换发光材料，必须选择适当的基质材料。前人的大量研究结果表明，理想的上转换发光基质材料应具有与掺杂离子相匹配的晶格。Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Lu³⁺由于具有与上述激活剂和敏化剂离子相似的离子半径和化学特性，因而它们的无机化合物大多是合适的上转换发光基质材料。另外，碱土金属离子(Ca²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺)和一些过渡金属离子(如Zn²⁺、Zr⁴⁺和Ti⁴⁺)也具有与稀土离子相近的离子半径。因此，含有这些离子的无机化合物也常常被用作上转换发光的基质材料。为了使影响上转换效率的非辐射弛豫最小，理想的上转换发光基质材料还应该具有较低的声子能。氟化物、氟氧化物、硫氧化物和部分氧化物含氧酸盐由于声子能较低且化学性质稳定是不错的选择。目前绝大多数的上转换发光材料是以这五类材料为基质的。虽然，氯化物、嗅化物和碘化物具有更低的声子能(小于300cm^-1)，或者说可以输出更高效的上转换发光，但易潮解的性质限制了它们的实际应用。因此，到目前为止，相关的研究报导并不多见。另外，理想的基质材料在可见波段应该是光学透明的，这一点对于得到高效的上转换发光也是至关重要的。

发明内容

本发明提供一种发光材料，ACBM:Yb/Tm蓝光上转换发光粉,根据摩尔比(31-x)AlF₃-22.6YbF₃-20CaF₂-15BaF₂-11.4MgF₂-xTmF₃称取一定量的上述组分用于制备ACBM:22.6Yb/xTm(x=0.01，0.05，0.1，0.15，0.2，0.5)。

附图说明

图1ACBM:22.6Yb/xTm的上转换发射强度随Tm浓度变化曲线。

图2ACBM:22.6Yb/0.05Tm在单一980nmLD泵浦下的上转换光谱。

具体实施方式

高温固相工艺用于合成ACBM:Yb/Tm蓝光上转换发光粉。

根据摩尔比(31-x)AlF₃-22.6YbF₃-20CaF₂-15BaF₂-11.4MgF₂-xTmF₃称取一定量的上述组分用于制备ACBM:22.6Yb/xTm(x=0.01，0.05，0.1，0.15，0.2，0.5)。称好的原料在玛瑙研钵中充分研磨后，转移到带盖的氧化铝增祸于电炉中700℃空气条件下反应Ih得到最终产物。商品上转换蓝粉Y202S:Yb，Tm由大连路明股份有限公司提供。

由于源自Tm3+的上转换发光对交叉弛豫所引起的自碎灭极其敏感，因而为了获得最强的蓝色上转换发光，本实验仔细研究了不同Tm³⁺掺杂浓度对ACBM:22.6Yb/xTm上转换发光的影响。如图1所示，当Tm³⁺浓度为0.05mol%时，其蓝光发射达到最强，之后，随着Tm3+浓度继续增加则蓝光开始减弱。图2给出了最佳样品ACBM:22.6Yb/0.05Tm在单一980tunLD泵浦下的上转换发光。很明显，图中光谱由2个波段的谱带组成，(1)454nm的发射峰来自Tm³⁺的¹D₂→³F₄跃迁，而479nm的发射峰源自Tm³⁺的¹G₄→³H₆跃迁，(2)645nm发射带对应Tm3+的¹G₄→³F₄跃迁。在未过滤掉红光的情况下，计算ACBM:22.6Yb/0.05Tm的CIE-1931色坐标为(0.15，0.10)，非常接近美国国家电视标准委员会(NTSC)制定的标准蓝光色坐标(0.14，0.08)。另外，为了间接评估ACBM:Yb/0.05Tm的上转换发光效率，本实验测量了ACBM:Yb/0.05Tm的上转换发光亮度。在5.56w/cm²那么低的泵浦功率密度下，ACBM:Yb/0.05Tm的亮度达13053mcd/m²。该结果表明ACBM:Yb/0.05Tm是一种良好的蓝光上转换发光材料。