[發明專利]一種硅酸鹽發光材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210188803.5
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102690656A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 趙文玉;安勝利;樊彬;李松波;張鑫
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: C09K11/79
• 分類號: C09K11/79
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術領域

本發明屬于發光材料及其制備方法的領域，尤其涉及一種含金屬納米粒子的硅酸鹽發光材料及其制備方法。

背景技術

目前，稀土發光材料由于具有優異的發光特性、好的穩定性、高的發光效率、強的藍光或紫外發射帶以及在電子束激發下無氣體放出等優點而被廣泛應用于場發射顯示器(FEDs)和白光LED中。在這些稀土發光材料中，主要以硫化物、氮化物、氧化物或氮氧化物等熒光粉為主.然而，在電子束激發下，硫化物熒光粉容易分解，產生硫化物氣體.這不僅毒化陰極，而且降低自身的發光效率。而氮化物和氮氧化物熒光粉的制備條件比較苛刻，對設備的要求也高。因此，研發無污染、相對廉價、容易制備、穩定性好和發光效率高的稀土氧化物熒光粉具有更大的應用前景。作為氧化物體系中的硅酸鹽發光材料的穩定性能好，如Ca₂Y₂Si₂O₉：Eu，但發光效率還不夠高。表面等離子體是一種沿金屬與介質界面傳播的波，其作用的深度僅有幾十納米。它形成的電磁場，不僅能夠限制光波在亞波長尺寸結構中傳播，而且能夠產生和操控從光頻到微波波段的電磁輻射，實現對光傳播的主動操控，增大發光材料的光學態密度和增強其自發輻射速率。研究表明(Koichi?Okamoto，Isamu?Niki，Axel?Scherer，Yukio?Narukawa，Takashi?Mukai，and?Yoichi?Kawakami.Surface?plasmon?enhanced?spontaneous?emission?rate?of?InGaN/GaN?quantum?wells?probed?by?time-resolved?photoluminescence?spectroscopy[J].Appl.Phys.Lett.87，071102(2005))，利用金屬與介質表面形成的表面等離子體共振耦合效應，可大大提高發光材料的內量子效率，從而提高發光材料的發光強度。然而，目前還沒有關于此效應與發光材料M₂LnSi₂O₉：RE(M為Mg、Ca、Sr及Ba中的一種或兩種；Ln為Y、Sc、La及Lu中的一種或兩種)進行結合的報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高發光材料的發光強度的一種硅酸鹽發光材料及其制備方法。

本發明的技術方案如下：

本發明其化學式為：M₂Ln_2-xSi₂O₉：xRE，yA；其中，M為Mg、Ca、Sr及Ba中的一種或兩種；Ln為Y、Sc、La及Lu中的一種或兩種；A為金屬納米粒子，A選自Ag、Au、Pt、Pd或Cu中的一種或二者的合金；RE為Eu、Gd、Tb、Tm、Sm、Ce及Dy中的一種或兩種；x的取值為0＜x≤0.8；y的取值為0＜y≤0.005；優選，x的取值為0.01≤x≤0.4；y的取值為0.00003≤y≤0.003。

本發明制備方法包括如下步驟：

B1、按照化學式M₂Ln_2-xSi₂O₉：xRE，yA中各元素的化學計量比，稱取M的源化合物、Ln的源化合物、RE的源化合物及含A的硅氣凝膠，研磨、均勻混合，獲得混合粉體；

B2、在空氣氣氛或還原氣氛中，將步驟B1獲得混合粉體在800～1850℃下保溫煅燒1～10h，然后冷卻至室溫，取出煅燒物，研磨后即得含金屬納米粒子的硅酸鹽發光材料，該含金屬納米粒子的硅酸鹽發光材料的化學式為M₂Ln_2-xSi₂O₉：xRE，yA；其中，所述還原氣氛為體積比為90∶10的N₂和H₂的混合氣氛；

其中，M為Mg、Ca、Sr及Ba中的一種或兩種；Ln為Y、Sc、La及Lu中的一種或兩種；A為金屬納米粒子，A選自Ag、Au、Pt、Pd或Cu中的一種或二者的合金；RE為Eu、Gd、Tb、Tm、Sm、Ce及Dy中的一種或兩種；x的取值為0＜x≤0.8；y的取值為0＜y≤0.005；優選，x的取值為0.01≤x≤0.4；y的取值為0.00003≤y≤0.003。

A選自Ag、Au、Pt、Pd或Cu；RE為Eu、Gd、Tb、Tm、Sm、Ce及Dy中的一種。