[发明专利]一种稀土四氟化物NalnF4

说明书

本发明公开了一种稀土四氟化物NalnF₄薄膜及其制备方法，包括以下步骤：以稀土硝酸盐的水溶液作为电沉积溶液，采用脉冲电压沉积法制备得到稀土层状氢氧化物薄膜；将氟化钠溶解获得溶液，调节pH值；将所述稀土层状氢氧化物薄膜浸没于所述氟化钠溶液中，进行置换反应，得到稀土四氟化物薄膜。本发明提供的制备方法反应条件温和、操作简单，制备得到的稀土四氟化物薄膜平整且均匀，薄膜附着度高，结晶性好。

技术领域

本发明属于材料学技术领域，具体地说，涉及一种稀土四氟化物NalnF₄薄膜及其制备方法。

背景技术

稀土氟化物由于其具有低声子能量(~350-500cm^-1)和高折射率(~1.56)的特性，被广泛应用于制备荧光材料，与常规有机荧光材料相比，稀土氟化物显示出足够的长期热稳定性和环境稳定性，并且稀土四氟化物NaLnF₄被认为是镧系元素离子掺杂上转换发光材料的理想基质。

目前制备氟化物的方法有水热法/溶剂热法、热分解法、共沉淀法和高温固相法等，但是以上方法均被用于制备氟化物粉末。关于氟化物薄膜的制备研究较少。由于氟离子特殊的腐蚀性，有关氟化物应用在发光薄膜中的报道凤毛麟角。然而，氟化物薄膜在很多方面有潜在的应用价值，因此氟化物应用在发光薄膜中的研究有一定的意义。

现有的稀土四氟化物薄膜的制备方法主要有脉冲激光沉积法和磁控溅射法，这两种方法对仪器设备的要求较高，制备薄膜的费用昂贵。这两种方法往往是在经过制备氟化物粉末后，再沉积或溅射到玻璃基底表面，这往往会影响粉末与玻璃的附着度以及薄膜的均匀程度。同时，这两种方法对于制备条件的苛刻，会对稀土氟化物的形貌和应用性能产生影响。

发明内容

本发明目的是提供一种稀土四氟化物NalnF₄薄膜及其制备方法，本发明提供的制备方法反应条件温和、操作简单，制备得到的稀土四氟化物薄膜平整且均匀，薄膜附着度高，结晶性好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种稀土四氟化物薄膜的制备方法，包括以下步骤：

以稀土硝酸盐的水溶液作为电沉积溶液，采用脉冲电压沉积法制备得到稀土层状氢氧化物薄膜；

将氟化钠和水混合后调节pH值至8~11，得到氟化钠溶液；

将所述稀土层状氢氧化物薄膜浸没于所述氟化钠溶液中，进行置换反应，得到稀土四氟化物薄膜。

优选的，所述稀土硝酸盐中的稀土金属包括Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho和Y中的一种或几种。

优选的，所述电沉积溶液中稀土金属离子总浓度为0.01~1mol/L；

所述电沉积溶液的温度为5~80℃。

优选的，所述脉冲电压沉积法采用的三电极体系包括工作电极、辅助电极和参比电极，所述工作电极为透明导电玻璃；所述辅助电极为Pt网；所述参比电极为Ag/AgCl/Cl^-电极；

所述透明导电玻璃的一侧镀有ITO层、FTO层或AZO层。

优选的，所述脉冲电压沉积法中沉积电压为-0.8~-1.3V，间隔时间为10~60s，总沉积时间为5~120min。

优选的，所述氟化钠溶液的浓度为0.05~1mol/L。

优选的，所述置换反应的温度为80℃~180℃，时间为5~36h。本发明还公开了一种由上述的制备方法制备得到的稀土四氟化物NalnF₄薄膜。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：