[发明专利]一种增强Er离子光致发光的无铅双钙钛矿及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种增强Er离子光致发光的无铅双钙钛矿及其制备方法和应用，属于发光材料技术领域。无铅双钙钛矿的化学式为：Cs₂AgIn_1‑x‑yCr_xEr_yCl₆，0.00x≤1.00，0.00y≤1.00，以Cs₂AgInCl₆为基质，发光中心分别为三价Cr³⁺，Er³⁺离子，Er³⁺离子产生峰位位于1540nm的红外光，量子效率可达22.6％，相对于单掺杂材料提升了约60倍，具有更强的近红外光发射，在250～900nm范围内均有有效吸收，具有非常宽的激发光谱，可有效的吸收紫外光和可见光，能量正好处于光纤通讯中的低损耗窗口，可以广泛应用于近红外LED、低损耗光纤通信和锗基太阳能电池材料领域。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，更具体地，涉及一种增强Er离子光致发光的无铅双钙钛矿及其制备方法和应用。

背景技术

近红外光源对有机物具有良好的穿透性，所以在光电子，食品检测，防伪技术和生物领域有很大的应用潜力。目前传统的近红外光源钨丝灯、卤素灯，因量子效率低、工作温度高和响应时间长等缺点阻碍了其应用，因此，我们迫切需要一种高效、可持续的近红外材料用于光源。随着LED技术的普遍应用和发展，且用于LED的光转换近红外材料拥有可调节的荧光光谱，高的辐射通量，简单的制备方法，廉价的成本和良好的耐久性，是当今的热点研究方向。

稀土掺杂半导体材料在光电子领域有广阔的应用前景，因而受到热切关注。全球范围内以光速传输数据的现代电信网络是以光纤电缆为基础，依赖于光信号的传输和处理。Er离子中⁴I_13/2-⁴I_15/2的能级跃迁，得到1.5μm的波长发射，正好处于光纤通讯中的低损耗窗口，且由于Er离子1.5μm处的发光是Er的4f壳层内跃迁的结果，由于受到5s²5p⁶外壳电子的屏蔽，发光峰的能量位置基本不受基体材料的影响，也不依赖于所处的环境温度，这样的稳定性更有助于其实际应用。但是，因为Er离子自身的f-f禁阻跃迁，导致其量子效率和吸收系数较低，近红外光发射强度达不到要求，而限制其应用，必须用高泵浦功率密度激发才能获得光增益。

CN112480921A公开了一种不同发射峰稀土离子掺杂同基质的荧光粉及制备方法，荧光粉的表达式为：NaY(97％-x％)(MoO₄)₂:Dy³⁺(x％),Er³⁺(3％)(x＝1.0～5.0)NaY(98％-y％)(MoO₄)2:Dy³⁺(2％),Er³⁺(y％)(y＝1.0～10.0，荧光粉以NaY(MoO₄)₂为基质，Dy³⁺、Er³⁺双掺在不同波长近红外光和近紫外光激发下，得到特征上转换和下转换荧光发射，并获得Er³⁺绿色发光(525nm和553nm处)和Dy³⁺的蓝(479nm处)绿(574)nm处)光，实现Dy³⁺→Er³⁺的能量传递过程；测得NaY(92％)(MoO₄)₂:Dy³⁺(5％),Er³⁺(3％)样品553nm处的发光强度是NaY(96％)(MoO₄)₂:Dy³⁺(1％),Er³⁺(3％)样品553nm处的发光强度的8倍。上述荧光粉通过Dy³⁺离子掺杂量的增加来提高Er³⁺的特征峰发光强度，但其只是针对在553nm处的绿光发射强度，并不能解决Er离子荧光粉材料近红外光发射强度达不到要求的问题。

发明内容