[發明專利]一種鎢酸鹽基質上轉換白光發射材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110023272.X
• 申請日: 2011-01-21
• 公開（公告）號: CN102146286A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 夏志國;杜鵬;廖立兵
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(北京)
• 主分類號: C09K11/78
• 分類號: C09K11/78
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于發光材料技術領域，更具體地，涉及一種稀土金屬離子Yb³⁺/Tm³⁺/Ho³⁺激發的鎢酸釓鈉Na_0.5Gd_0.5WO₄基質上轉換白光發射材料及其制備方法。

背景技術

白光發光二極管(Light?Emitting?Diodes，LED)是一種新型固態光源，有望發展成為第四代照明光源，實現綠色節能照明。其中，最有可能實現產業化的是光轉換型白光LED，目前光轉換型白光LED材料通常是采用藍光LED芯片激發的黃色熒光粉；或者近紫外LED芯片激發的藍、綠和紅色三基色發射熒光粉，通過調節不同光色熒光粉的光復合而產生白光。

作為一類新型的光轉換型白光LED材料，上轉換白光發射材料用于LED光轉換材料的研究在近幾年才有少量報道，它極有可能成為新一代的白光LED用光轉換材料，同時也將成為多光色上轉換材料研究中的一個熱點。上轉換白光發射材料的發光原理是：在近紅外光(如980nm)激發下，不同稀土離子產生相應的能級躍遷發射；或同一稀土離子產生不同的能級躍遷發射，不同躍遷所產生的上轉換可見發射光復合而形成白光。相對于傳統的紫外、近紫外和藍光激發所產生的白光發射，近紅外光激發下的白光發射材料可有效減少高能光子帶來的光降解作用，同時，上轉換過程的低能激發可顯著提高材料的穩定性，增加器件的使用壽命。進一步地，上轉換白光發射材料可摻入透明陶瓷，實現紅外激光器的直接激發，或者摻入激光陶瓷作為開發連續波長上轉換白光激光器的基礎材料；最后，上轉換白光發射材料還可作為生物標記材料，它將提供比傳統上轉換熒光納米晶更多的檢測通道，實現快速、高效的生物檢測。

近年來，國內外的科研工作者在開發新型上轉換白光發射材料領域已做了一些大量研究工作。2005年，Sivakumar等人采用共沉淀的方法制備出分別產生綠色、藍色和紅色上轉換發光的La_0.45Yb_0.5Er_0.05F₃、La_0.75Yb_0.2Tm_0.05F₃和Yb_0.75La_0.2Eu_0.05F₃氟化物納米粒子，通過溶膠-凝膠(sol-gel)過程，將上述三種納米粒子摻入SiO₂或ZrO₂薄膜，制備出在單波長近紅外光(980nm)激發下的白光發射SiO₂或ZrO₂薄膜材料(S.Sivakumar，F.C.J.M.van?Veggel，M.Raudsepp，J.Am.Chem.Soc.，2005，127：12464.)。目前已有的上轉換白光發射材料多為單一氟化物或氧化物，這種單一的基質和簡單的結構難以實現發光顏色的精確可調。另外，雖然目前采用Yb³⁺/Tm³⁺/Er³⁺組合摻雜實現上轉換白光發射，但是其在很多復合物基質中難以實現白光上轉換發射。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種新型鎢酸鹽基質上轉換白光發射材料，即Yb³⁺/Tm³⁺/Ho³⁺共摻雜的鎢酸釓鈉Na_0.5Gd_0.5WO₄，其可以被980nm紅外激光器有效激發，并產生精確可調的白光發射。

本發明的另一目的在于提供一種制備上述新型鎢酸鹽基質上轉換白光發射材料的制備方法，該制備工藝簡單，生產成本低，并且可以制備出納米級的鎢酸鹽基質上轉換材料。

通過本發明的發明人精心研究，采用如下技術方案實現上述技術目的：

根據本發明的一個方面，一種鎢酸鹽基質上轉換白光發射材料，其為稀土金屬鐿、銩和鈥三價離子摻雜的鎢酸釓鈉，化學組成為Na_0.5(Gd_0.5-x-y-zYb_xHo_yTm_z)WO₄，其中0.01≤x≤0.3，0.001≤y≤0.03，0.001≤z≤0.05。