[发明专利]一种高量子效率的Sm3

说明书

一种高量子效率的Sm³⁺掺杂荧光粉及其制备方法，属于发光材料领域，满足化学式为BeBa₂B₆O₁₂:xSm³⁺其中0.2≤x≤0.6，通过固态反应法，制备得到了荧光粉，BeBa₂B₆O₁₂基质的六方晶体结构使得Sm³⁺同时存在共价键与离子键，使得该荧光粉具有高的量子效率，403nm激发下发出冷白光，可应用于白光LED器件中，且制备方法工艺简单，有利于工业化生产。

技术领域

本发明提供一种高量子效率的Sm³⁺掺杂荧光粉及其制备方法，属发光材料制备应用技术领域。

背景技术

固态白光LED(WLED)因其高亮度、小尺寸、高能效、长寿命和高显色指数而备受关注。这些特性使得WLED取代了传统的荧光灯和白炽灯。WLED可以通过混合多芯片LED发出的不同颜色或通过使用荧光粉将较短波长的LED转换为WLED。后一种方法可以生产出荧光粉转换的WLED，它具有较高的显色指数。在稀土离子中，钐由于其⁴G_5/2-发射级通常表现出较高的量子效率， Sm³⁺的⁴G_5/2和⁶F_11/2之间的能量分离有利于降低非辐射衰变。Sm³⁺离子通常会发出红橙色的光，这是由于从⁴G_5/2激发态到较低的⁶H_J水平(J=5/2、7/2、9/2和11/2)的电子转换所致。但受限于基质材料，其量子效率不能得到有效的提高。

因此，为了实现高效的白光发光的荧光粉，选择合适的基质材料是必要的。其中硼酸盐因其优异的非线性发光特性和丰富的晶体化学性质而受到关注，但掺杂各种稀土离子后的结构特性是多种多样的，同样也影响着其光谱特性，因此其量子效率参差不齐，与种类和掺杂浓度都有关系。因此如何找到一种硼酸盐基质，提高所掺杂稀土离子的量子效率是需要解决的问题。

发明内容

1.为了制备出一种高量子效率的Sm³⁺掺杂荧光粉，本发明提供了一种Sm³⁺掺杂荧光粉，其化学式为BeBa₂B₆O₁₂:xSm³⁺其中0.2≤x≤0.6及其制备方法，BeBa₂B₆O₁₂基质的六方晶体结构使得Sm³⁺同时存在共价键与离子键，使得该荧光粉具有高的量子效率，403nm激发下发出冷白光，可应用于白光LED器件中，且制备方法工艺简单，有利于工业化生产。

2.本发明的技术方案如下：

采用固态反应法制备，具体步骤为首先将BeO、BaCO₃、H₃BO₃和Sm(NO₃)₃按照化学计量比称取并充分混合。然后将混合物置于坩埚中在800~1000℃的空气中加热2~4小时，然后自然冷却至室温。最后置于玛瑙研钵中研磨得到所述荧光粉。

有益效果

1.本发明提供的荧光粉具有高量子效率，达到80~83%，在403nm激发下发出明亮的白光，适合用于白光LED器件中。

2.本发明提供的方法在制备荧光粉的过程中，选用高纯的原料粉体，可能接触杂质的情况很少，非常适合用于高纯荧光粉的制备。

3.本发明提供的荧光粉的制备方法，产量和产率高，制备过程简单，对制备时间安排要求不苛刻，可有效提高产量和降低生产成本，非常适合工业化生产。

附图说明

图1为实施例1制备粉体的XRD图像；