[发明专利]近红外发光材料及其制备方法和发光器件

说明书

本申请涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种近红外发光材料及其制备方法和发光器件。该近红外发光材料的化学通式为A_xD_yO₄:R_m；其中，A选自B、Al、Ga和In元素中的至少一种；D选自V、Nb和Ta元素中的至少一种；R选自Cr和Yb元素中的至少一种，且必含有Cr元素；O为氧元素；且，0＜x≤1.2，0＜y≤1.2，0.0000001≤m≤0.2。该近红外发光材料的激发光谱覆盖蓝紫区域和红色区域，可适用于蓝光和红光芯片激发；该近红外发光材料受激发后发射光谱覆盖640～1000nm的近红外波段，具有波长覆盖范围广，半峰宽较宽且发光强度强的特点。

技术领域

本申请属于发光材料技术领域，尤其涉及一种近红外发光材料及其制备方法和发光器件。

背景技术

近红外光(Near Infrared，NIR)是介于可见光(VIS)和中红外光(MIR)之间的一种不可见光，近红外光分析技术包含了C-H、O-H和N-H等化学键信息。因此，可通过扫描样品的近红外光谱即可获得样品中上述含氢基团的特征信息，从而实现对材料结构分析。此外，基于近红外光波长较长，具有方便、高效、准确、低成本、无损检测等优势，在生物组织和有机材料分析方面具有较大优势，在食品检测、材料内部结构无损分析、生物医学成像、面部识别等领域也具有较大的实用价值。

目前实现近红外光发射主要有两种方式。第一种方式较为成熟即采用近红外半导体芯片，但通过芯片发射出的近红外光谱其半高宽相当有限，大概只有20～30nm，采用单一芯片实现宽带近红外发射几乎不可能，因此需要组合数十个不同发射波长的芯片，这无疑增加了制作成本，并且获得的发光器件电路复杂程度成指数倍增加，因此，该方式几乎无法实现大规模应用。第二种方式是采用可见光芯片(一般是蓝光芯片)激发近红外发光材料实现近红外光发射，该组合封装方式具有发光效率高、光谱覆盖范围宽、器件结构简单、成本低等诸多优势得到了广大科研工作者的高度关注。由于可见光芯片技术成熟、成本较低，开发适合于此类芯片激发的近红外发光材料成为了近些年研究热点，也是实现近红外发射的关键核心问题。

发光材料主要由宿主基质和发光中心(激活剂)组成。近几年，具有宽近红外发光特性的过渡金属离子Cr³⁺掺杂无机化合物的近红外荧光材料研究较为火热。这是由于Cr³⁺的3d能级对其所处的周围晶体场环境较为敏感，不同配位结构的无机化合物产生的晶体场强度不同，造成了Cr³⁺的发射光谱峰值波长位置和半峰宽不尽相同。虽然目前相继报道了一些蓝光激发的近红外发光材料，但在一定程度上存在诸如发光强度偏低、半峰宽较窄、光谱覆盖范围较小等问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种近红外发光材料及其制备方法和发光器件，旨在解决现有红外发光材料的光谱覆盖范围较小、半峰宽较窄的技术问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种近红外发光材料，所述近红外发光材料的化学通式为A_xD_yO₄:R_m；其中，

A选自B、Al、Ga和In元素中的至少一种；

D选自V、Nb和Ta元素中的至少一种；

R选自Cr和Yb元素中的至少一种，且必含有Cr元素；

O为氧元素；

且，0＜x≤1.2，0＜y≤1.2，0.0000001≤m≤0.2。