[發明專利]稀土共摻激活的釔鋁鈧石榴石發光材料及其熔體法晶體生長方法

在審

• 申請號: 201310745829.X
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103710755A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 張慶禮;孫貴花;劉文鵬;王小飛;孫敦陸;殷紹唐
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: C30B29/28
• 分類號: C30B29/28;C09K11/80;C30B15/36;C30B9/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

1.稀土共摻激活的釔鋁鈧石榴石發光材料，其特征在于：其化合物分子式可表示為RE_3xRE′_3yY_3(1-x-y)Al_(5-2z)Sc_2zO₁₂(下簡寫為RE,RE′:YASG)，RE代表稀土離子Ce³⁺、Pr³⁺、Nd³⁺、Sm³⁺、Eu³⁺、Tb³⁺、Dy³⁺、Er³⁺、Ho³⁺、Tm³⁺、Yb³⁺，RE′代表稀土離子La³⁺、Lu³⁺、Gd³⁺，x、y、z的取值范圍為：0≤x≤0.6，0<y≤0.5，0<z<2.5，且x+y<1。

2.如權利要求1所述的稀土共摻激活的釔鋁鈧石榴石發光材料的熔體法晶體生長方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）采用RE₂O₃、RE′₂O₃、Y₂O₃、Al₂O₃、Sc₂O₃作為原料，按如下化合式：進行配料，將其充分混合均勻后，在800-1700℃下煅燒80-200小時發生固相反應后，獲得生長晶體所需的多晶原料；

（2）原料的壓制和燒結，獲得晶體生長初始原料：將配好的原料進行壓制和燒結，壓制成形；燒結溫度在800-1400℃之間，燒結時間為10-70小時；或者壓制成形后的原料不經額外燒結而直接用作生長晶體原料；

（3）把晶體生長初始原料放入生長銥坩堝、鉬坩堝或鎢坩堝內，通過加熱并充分熔化，獲得晶體生長初始熔體；然后采用熔體法晶體生長工藝—提拉法、坩堝下降法、溫梯法、熱交換法、泡生法、頂部籽晶法、助熔劑晶體生長方法進行生長。

3.根據權利要求2所述的稀土共摻激活的釔鋁鈧石榴石發光材料的熔體法晶體生長方法，其特征在于，所述熔體法晶體生長包括不采用籽晶定向生長，或者采用籽晶定向生長；對于采用籽晶定向生長，籽晶為Y₃Al₅O₁₂、RE:YAG或RE,RE′:YASG單晶，籽晶方向<111>、<100>、<010>或<001>方向。

4.根據權利要求2所述的熔體法晶體生長的熔體法晶體生長方法，其特征在于，所述配料中，所用原料RE₂O₃、RE′₂O₃、Y₂O₃、Al₂O₃、Sc₂O₃，可采用相應的RE、RE′、Y、Al、Sc的其它化合物代替，原料合成方法包括高溫固相反應、液相合成、氣相合成方法，但需滿足能通過化學反應能最終形成化合物RE_3xRE′_3yY_3(1-x-y)Al_(5-2z)Sc_2zO₁₂這一條件。

5.根據權利要求2所述的熔體法晶體生長的熔體法晶體生長方法，其特征在于，所述晶體生長過程中存在組分分凝效應，當考慮這一影響時，設所述RE,RE′:YASG晶體中，RE、RE′的分凝系數分別為a、b（a、b＝0.01-1.1），則當所需生長的晶體RE、RE′的濃度為x、y時，為了得到組分為RE_3xRE′_3yY_3(1-x-y)Al_(5-2z)Sc_2zO₁₂的單晶，則配料的組分需要按下面反應式進行配制：