[發(fā)明專利]一種堿土硅酸鹽發(fā)光材料及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310342404.4
• 申請(qǐng)日: 2013-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN103351860A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙文玉;安勝利;樊彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/79
• 分類號(hào): C09K11/79
• 代理公司: 北京中譽(yù)威圣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11279
• 代理人: 蔣常雪

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)光材料及其制備方法的領(lǐng)域，尤其涉及一種含金屬納米粒子的堿土硅酸鹽發(fā)光材料及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，稀土發(fā)光材料由于具有優(yōu)異的發(fā)光特性、好的穩(wěn)定性、高的發(fā)光效率、強(qiáng)的藍(lán)光或紫外發(fā)射帶以及在電子束激發(fā)下無氣體放出等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于場發(fā)射顯示器(FEDs)和白光LED中。在這些稀土發(fā)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(fā)下，硫化物熒光粉容易分解，產(chǎn)生硫化物氣體，這不僅毒化陰極，而且降低自身的發(fā)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(duì)設(shè)備的要求也高。

因此，?研發(fā)無污染、相對(duì)廉價(jià)、容易制備、穩(wěn)定性好和發(fā)光效率高的稀土氧化物熒光粉具有更大的應(yīng)用前景。

作為氧化物體系中的堿土硅酸鹽發(fā)光材料的穩(wěn)定性能好，如Ca₂Y₂Si₂O₉：Eu，但發(fā)光效率還不夠高。

表面等離子體是一種沿金屬與介質(zhì)界面?zhèn)鞑サ牟ǎ渥饔玫纳疃葍H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(jié)構(gòu)中傳播，而且能夠產(chǎn)生和操控從光頻到微波波段的電磁輻射，實(shí)現(xiàn)對(duì)光傳播的主動(dòng)操控，增大發(fā)光材料的光學(xué)態(tài)密度和增強(qiáng)其自發(fā)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(zhì)表面形成的表面等離子體共振耦合效應(yīng)，可大大提高發(fā)光材料的內(nèi)量子效率，從而提高發(fā)光材料的發(fā)光強(qiáng)度。從作用的機(jī)理上考慮，當(dāng)表面等離子波與發(fā)光中心的波長相匹配時(shí)，表面等離子波的能量就可以轉(zhuǎn)化為和發(fā)光中心一樣波長的光，從宏觀的角度看，提高了發(fā)光的強(qiáng)度。如果波長與發(fā)光中心的波長不相匹配，將會(huì)降低發(fā)光強(qiáng)度。所以，在此過程中，匹配程度將直接影響發(fā)光強(qiáng)度的提高效率。然而，金屬的表面等離子波波長與金屬的形貌，濃度，尺寸，與發(fā)光中心的距離有關(guān)。

目前還沒有關(guān)于此效應(yīng)與發(fā)光材料M₂LnSi₂O₉：RE（M為Mg、Ca、Sr及Ba中的至少一種；Ln為Y、Sc、La及Lu中的至少一種）完美結(jié)合的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種堿土硅酸鹽發(fā)光材料及其制備方法，它將金屬粒子與發(fā)光材料接觸面所形成的表面離子體效應(yīng)與發(fā)光材料完美共振耦合來提高其發(fā)光強(qiáng)度，提供了一種具有不同形貌，不同尺寸，不同濃度的金屬顆粒的堿土硅酸鹽發(fā)光材料及其制備方法。

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種堿土硅酸鹽發(fā)光材料，所述材料為含金屬納米粒子的堿土硅酸鹽發(fā)光材料，其化學(xué)通式為：

M₂Ln_2(1-x)Si₂O₉：xRE，yA；其中，M為Mg、Ca、Sr及Ba中的至少一種；Ln為Y、Sc、La及Lu中的至少一種；A為不同形貌，不同尺寸的金屬納米粒子Ag、Au、Pt、Pd或Cu中至少一種；RE為Eu、Gd、Tb、Tm、Sm、Ce及Dy中的至少一種；x的取值為0<x≤0.8；y的取值為0<y≤0.005。

本發(fā)明中，金屬納米粒子的形貌尺寸為：球形的直徑為1nm~500nm；圓柱體的直徑為1nm~500nm，高度為1nm~200nm，長方體的長、寬、高各為1nm~500nm，三角形的邊長為1nm~500nm，八面體的邊長為1nm~500nm，六面體的邊長為1nm~500nm。

本發(fā)明同時(shí)公開了一種所述的堿土硅酸鹽發(fā)光材料的制備方法，包括如下步驟：