[发明专利]高稳定及高测温灵敏度的近红外激发荧光粉及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高稳定及高测温灵敏度的近红外激发荧光粉及其制备方法。该近红外激发荧光粉的化学通式是SrGd_{(1‑x‑y‑z)}Er_xYb_yAlO₄：zBi³⁺，其中0.005≤x≤0.04，0.01≤y≤0.25，0.01≤z≤0.3。本发明所提供的荧光粉发异常稳定的绿光，发光颜色受离子掺杂浓度、温度、激光功率影响较小。本发明采用SrGdAlO₄为基质，Er³⁺/Yb³⁺共掺杂实现上转换发光且利用非稀土离子Bi³⁺调控稀土离子周围的晶体场环境。在荧光粉SrGd_(1‑x‑y)Er_xYb_yAlO₄中通过掺杂Bi³⁺，实现了增强发光强度，提升色纯度，优化了测温灵敏度。

技术领域

本发明涉及无机发光材料领域，具体地说是一种高稳定及高测温灵敏度的近红外激发荧光粉及其制备方法。

背景技术

稀土掺杂发光材料有时会长时间处在温度较高的环境中，如在高功率密度光泵浦条件下，稀土掺杂激光工作介质的工作温度会很高。在高温环境下，稀土掺杂发光材料的发光颜色受温度的影响较大。这一方面与稀土离子自身的能级结构有关，另一方面稀土离子的电子在各能级间的跃迁与基质晶格的热振动存在耦合，而基质晶格的热振动与温度之间又存在密切的联系。因此，稀土掺杂上转换发光材料发光对温度十分敏感。

在众多稀土离子中，Yb³⁺/Er³⁺常用来作为上转换材料的发光中心。这是因为在980nm泵浦下，Er³⁺的吸收截面较小且发光效率低，Yb³⁺离子吸收带与980nm半导体激光器匹配较好，而Er³⁺的⁴I_11/2能级与Yb³⁺的²F_5/2能级相匹配，所以当受到980nm光激发时，Yb³⁺可以将激发能量有效地传递给Er³⁺，从而增强Er³⁺的上转换发光效率。目前，基于Er³⁺掺杂的氟化物取得了较大进展，如Er³⁺/Yb³⁺共掺杂的β相NaYF₄体系已被人们尝试应用于温度传感等领域，但是它们制备复杂、化学稳定性差以及抗激光损伤阈值低，不能满足实际应用。

发明内容

本发明的目的就是提供一种高稳定及高测温灵敏度的近红外激发荧光粉及其制备方法，该荧光粉在不同的温度下发光颜色比较稳定，同时又有较高的测温灵敏度；而且制备方法简单，成本较低。

本发明是这样实现的：一种高稳定及高测温灵敏度的近红外激发荧光粉，该荧光粉的化学通式是SrGd_(1-x-y-z)Er_xYb_yAlO₄：zBi³⁺，其中0.005≤x≤0.04，0.01≤y≤0.25，0.01≤z≤0.3。优选的，0.1≤z≤0.3。更优选的，z＝0.2。x和y分别优选为x＝0.02，y＝0.11。

本发明中高稳定及高测温灵敏度的近红外激发荧光粉的制备方法，包括如下步骤：

a、按照权利要求1荧光粉的化学通式中各元素的化学计量比分别称取Sr₂CO₃,Gd₂O₃,Er₂O₃,Yb₂O₃,Al₂O₃和Bi₂O₃为原料；

b、将步骤a所称取的原料混合后研磨均匀，得到混合粉体；