[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
地址：	230031 安徽***	國省代碼：	安徽;34
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摘要：
搜索關鍵詞：	稀土激活釔鋁鈧石榴石發光材料及其熔體法晶體生長方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及激光晶體、閃爍體、發光材料和晶體生長領域，是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，該晶體主要用提拉法生長。

技術背景

隨著激光二極管（LD）泵浦技術和現代醫療成像技術的發展，高光學均勻性和高光學質量的大尺寸激光晶體、閃爍體等材料成為高功率大能量激光技術、醫學成像發展的重要基礎，稀土離子RE（Pr³⁺、Nd³⁺、Sm³⁺、Eu³⁺、Tb³⁺、Dy³⁺、Er³⁺、Ho³⁺、Tm³⁺、Yb³⁺）摻入釔鋁鈧石榴石中形成的RE′_3y/_bY_3(1-x/a-y/b)Al_(5-2z)Sc_2zO₁₂晶體中，利用它們4f→4f的能級躍遷，可獲得可見至3μm的激光，而利用Ce³⁺、Pr³⁺、Nd³⁺的5d→4f宇稱所允許的躍遷，可獲得納秒(ns)級的快衰減發光，從而可用作無機快閃爍體，用于高能粒子和射線探測等領域。在這一系列化合物中，Lu、Ga或La、RE替代部分釔鋁石榴石Y₃Al₅O₁₂（通常稱為YAG）中的部分Y位置，Sc取代Al的部分結晶學格位，形成穩定的石榴石結構，并有良好的晶體生長特性，可用提拉法、泡生法、熱交換法等晶體生長方法來獲得大尺寸的優質單晶。這樣形成的化合物和RE摻雜YAG相比，摻雜離子RE可具有更優良的分凝特性，有利于制備光學質量更加均勻的化合物，晶體生長速度可以更快，對于發展大尺寸高均勻性激光晶體、閃爍體具有重要的實用價值。

發明內容

本發明的目的是提供稀土共摻激活的釔鋁鈧石榴石發光材料RE_3xRE′_3yY_3(1-x-y)Al_(5-2z)Sc_2zO₁₂及其熔體法晶體生長方法，獲得性能優良的激光晶體材料等，在激光技術、醫療成像等領域有重要的應用前景。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

稀土共摻激活的釔鋁鈧石榴石發光材料的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。