[發明專利]一種稀土摻雜的納米SrAl2O4材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200710011571.5
• 申請日: 2007-06-06
• 公開（公告）號: CN101319376A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 賀連龍;梁加淼;沈智奇
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C30B29/20
• 分類號: C30B29/20;C30B29/62;C30B25/02
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司
• 代理人: 樊南星

技術領域

本發明涉及材料科學，特別提供了一種稀土摻雜的納米SrAl₂O₄材料及 其制備方法。

背景技術

自1991年納米碳管發現以來，一維納米材料——納米管、納米線、納 米棒和納米帶等——的研究受到了廣泛的重視。通常認為，一維納米結構 提供了一個很好的體系，用以研究維數和尺度對電傳導、熱傳導、機械性 能等的影響，檢測和理解一些基本的物理和化學問題。再者，一維納米材 料還可以作為功能單元或連線，用以制備納米尺度的電子、光電子、電化 學和機電裝置，如：納米尺度的電子器件及磁器件、功能材料、結構材料、 發光材料、超細電子發射源等，具有廣闊的應用前景。雖然目前還沒有通 用的、成熟的制備一維納米結構的方法，但借助于近來發展的一些方法， 如：電弧放電、激光燒蝕、物理氣相沉積、化學氣相沉積、電化學沉積、 化學或離子刻蝕、聚合法等，還是制備出了多種多樣的一維納米材料。

然而人們以前的研究重點主要是碳納米管、半導體、金屬以及二元氧 化物納米結構，而有關一維三元氧化物納米結構制備和表征的工作報道卻 相對較少。前不久我們成功制備出了一維的CaAl₂O₄和CaAl₄O₇納米結構， 相關發明已經申請國家專利。SrAl₂O₄是一種陶瓷材料，熔點是1960℃。晶 相分為高溫相(α)和低溫相(β)，相轉變溫度約為650℃，低于650℃ 為單斜晶系，高于此溫度，則為六角形結構。在SrAl₂O₄結構中，有兩個不 等價的Sr²⁺位置，每個位置都被9個不規則分布的氧所包圍，程C₁對稱。 Eu²⁺取代兩個Sr²⁺的位置，呈兩個發射帶，兩者能級差2230cm^-1。在室溫下， 高能帶消失，Eu²⁺的激發能完全轉移到低能帶的位置，該有效的能量轉移對 該材料的有效光子激發有利。

早在1946年，Froelich就發現摻銪的SrAl₂O₄在經過太陽光的照射后， 可發出波長為400-520nm的有色光。此后幾十年人們一直致力于SrAl₂O₄的研究。1992年肖志國[率先發現了SrAl₂O₄:Eu²⁺摻Dy以后發光性能大 大提高，余輝時間可達ZnS:Cu的十倍以上，由此掀起了SrAl₂O₄材料的 研究熱潮。最近研究顯示，SrAl₂O₄:Eu²⁺磷光體在發光二極管以及光控制 開關方面也有著很有意義的潛在應用。因此我們不難預測，隨著不同形狀 和尺寸的SrAl₂O₄:Eu²⁺磷光體逐漸被制備出來，它的應用范圍也將會逐漸 的擴大。

人們渴望獲得更多的性能更好的稀土摻雜的納米SrAl₂O₄材料，同時掌 握其制備方法。

發明內容

本的目的是提供一種具有新型結構的納米尺度的稀土摻雜的SrAl₂O₄熒光材料，同時提供其制備方法。

本發明提供了一種稀土摻雜的納米SrAl₂O₄材料，其特征在于：所述材 料的微觀形態包括以下幾種之一或其組裝結構：納米錐、納米線、納米棒；

所述納米錐為頂部帶有一個圓球的多面體棱錐或多面體棱柱，多面體 棱錐或多面體棱柱是具有單斜結構的SrAl₂O₄:Eu²⁺單晶，多面體棱錐或多 面體棱柱長度為100納米～500微米，橫截面直徑(實際為多邊形橫截面的 外接圓直徑)為20納米～10微米；頂球是單晶鋁球，其晶體結構為面心立 方，球體直徑為50～30微米；所述納米錐頂部的圓球內部是單晶鋁球，外 包一層銪和鋁的非晶態氧化物；多面體棱錐或多面體棱柱是鍶的鋁酸鹽單 晶；其中：(鍶+銪)、鋁、氧的原子比為1∶2∶4；多面體棱錐或多面體棱 柱與鋁球的界面平直，但無明顯的取向關系；