[发明专利]一种近红外荧光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种近红外荧光材料及其制备方法，属于稀土发光材料技术领域。本发明是一种近红外荧光材料，化学式为La₃Ga_5‑xSnO₁₄:xCr³⁺，其中0x≤0.3。本发明的荧光粉为Cr³⁺激活的荧光粉，可发射较亮的近红外光，并且其化学热稳定性好、显色指数高，合成方法简单、成本低、易于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种近红外荧光材料及其制备方法，属于稀土发光材料技术领域。

背景技术

Cr³⁺离子是理想的实现近红外发射的激活剂离子，这是由于其3d³轨道电子的排布所决定的。Cr³⁺离子可实现窄带发射的²E→⁴A₂的自旋禁戒跃迁和宽带发射的自旋允许⁴T₂→⁴A₂跃迁。由于Cr³⁺离子的⁴T₂能级受晶体场强度影响很大，因此，作为激活剂其发光特性往往取决于基质的晶体场环境。目前，仅有少数报道关于Cr³⁺的近红外发光荧光材料，这些荧光材料主要局限于镓酸盐或者镓锗酸盐材料，例如Zn₃Ga₂Ge₂O₁₀：Cr³⁺、LiGa₅O₈：Cr³⁺、ZnGa₂O₄：Cr³⁺、MgGa₂O₄：Cr³⁺和La₃Ga₅GeO₁₄：Cr³⁺，这是由于Cr³⁺离子具有很强的取代Ga³⁺格位的能力(八面体配位的类似离子半径)。

然而，Cr³⁺离子位于700nm的窄带发射并未见报道，这是因为上述基质不能为Cr³⁺离子提供了强大的晶场环境。迄今为止，近红外光源主要有卤钨灯和超连续谱固态激光器等，它们具有发射光谱范围较窄、寿命短、能效低、功耗高的缺点。因此，通过由蓝色InGaN芯片和宽带近红外发射的荧光材料耦合获得近红外发光二极管，实现长寿命、低能耗和低成本的器件具有重要的现实意义。

发明内容

针对Cr³⁺离子位于700nm的窄带发射的缺失问题，本发明提供一种近红外荧光材料及其制备方法，本发明荧光材料可将可见光转化为710nm的近红外光，实现近红外的窄带发射，并且荧光材料化学稳定性好、发光强度高、可被紫外和蓝光波长能量有效激发。

一种近红外荧光材料，化学式为La₃Ga_5-xSnO₁₄:xCr³⁺，其中0x≤0.3，可将可见光转化为710nm的近红外光，实现近红外的窄带发射。

所述近红外荧光材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)将含镓的化合物、含铬的化合物、含锡的化合物和含镧的化合物研磨混匀得到混合粉料；

(2)将步骤(1)的混合粉料置于温度为1100-1450℃、空气氛围中煅烧4-8h，冷却至室温，研磨即得近红外荧光材料；

所述步骤(1)研磨时加入乙醇，乙醇的加入量为含镓的化合物、含铬的化合物、含锡的化合物和含镧的化合物的总质量的3-4倍；

所述含镓的化合物为碳酸镓、硝酸镓、氯化镓、氧化镓、氢氧化镓、草酸镓或醋酸镓；

所述含铬的化合物为碳酸铬、硝酸铬、氯化铬、氧化铬、氢氧化铬、草酸铬或醋酸铬；