[发明专利]一种上转换发光材料及其制备方法、测试方法和应用

权利要求书

1.一种上转换发光材料，其特征在于，材料体系为Yb/Er共掺杂的双层WSe₂，表示为W_1-x-yYb_xEr_ySe₂；

其中，0.0125≤x≤0.05，0.0125≤y≤0.15；在980nm激光照射下，所述Yb/Er共掺杂的双层WSe₂发射可见光。

2.一种如权利要求1所述的上转换发光材料的制备方法，其特征在于，包括：

S1、将WO₃、NaCl、Er₂O₃和Yb₂O₃进行超声混合，得到混合物前驱体，其中，WO₃与NaCl的混合质量比为5:1；

S2、基于所述混合物前驱体和Se粉，采用熔盐辅助化学气相沉积法，在SiO₂/Si片基底表面上，制备得到Yb/Er共掺杂的双层WSe₂，其中，WO₃和Se粉的质量比为1：20。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，WO₃、Yb₂O₃和Er₂O₃的混合原子比W:Yb:Er为90：2.75：7.25。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述超声混合的实现方式为：将WO₃、NaCl、Er₂O₃和Yb₂O₃混合物浸没在无水乙醇中超声搅拌30min，然后在60℃下加热搅拌直到形成浆糊状的胶体，把所得胶体在干燥箱中干燥，最后研磨成粉末，作为混合物前驱体。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述熔盐辅助化学气相沉积法中，Se粉放置在管式炉上游，WO₃、Yb₂O₃和Er₂O₃的混合物前驱体放置在管式炉下游；混合物前驱体的反应温度为820℃，反应时间为10min；Se粉所处温区的设置温度为280℃，保温时间为6min；混合物前驱体和Se粉的升温速率均为20℃/min；当混合物前驱体达到580℃，Se粉开始升温；反应结束后自然降温到室温，得到Yb/Er共掺杂的双层WSe₂：其中，H₂/Ar混合气体流量为100sccm，Ar气的流量为20～30sccm。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述SiO₂/Si片基底中SiO₂层的厚度为300nm。

7.一种二维上转换发光材料的上转换发光光谱测试方法，其特征在于，包括：

将样品台放入暗箱内，所述暗箱的两个相邻侧面的竖直中轴线相同高度处分别设有一个小孔作为光路口；

将如权利要求2至6任一项所述的制备方法制得的Yb/Er共掺杂双层WSe₂样品装载入所述样品台，使样品高度与小孔高度相同，且位于两小孔法线的交点处；

控制980nm激光穿过其中一个小孔并对准所述样品；

将波长为900nm的红外截止滤光片设置于另一个小孔上，采用设于箱外的光纤在所述红外截止滤光片外探测箱内发出的光；探测到的光经光谱仪处理得到样品的上转换发光光谱。

8.根据权利要求7所述的上转换发光光谱测试方法，其特征在于，所述Yb/Er共掺杂双层WSe₂样品的表面法线与两个小孔的法线夹角均为45°。