[發(fā)明專利]一種稀土離子摻雜的Cs2LuCl5微晶玻璃及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510859791.8
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105271776A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張為歡;夏海平;歐陽紹業(yè);張志雄;王倩
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: C03C10/16
• 分類號: C03C10/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種稀土離子摻雜的微晶玻璃，尤其是涉及一種用作上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的稀土離子摻雜的Cs₂LuCl₅微晶玻璃及其制備方法。

背景技術(shù)

稀土離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光是指當(dāng)采用波長較長的激發(fā)光照射摻雜稀土離子的樣品時，發(fā)射出波長小于激發(fā)光波長的光的現(xiàn)象。利用稀土離子的上轉(zhuǎn)換特性，可獲得廉價的、可在室溫下工作的和連續(xù)輸出紫藍綠光光纖激光器。上轉(zhuǎn)換激光可應(yīng)用于彩色顯示器、數(shù)據(jù)儲存、信息技術(shù)、激光印刷以及醫(yī)療等各個領(lǐng)域。要提高上轉(zhuǎn)換發(fā)光的效率需降低基質(zhì)材料的聲子能量，這主要是因為較低的聲子能量可降低無輻射馳豫幾率的發(fā)生，提高稀土離子中間亞穩(wěn)態(tài)能級的熒光壽命，可有效的提高上轉(zhuǎn)換發(fā)光的效率。Cs₂LuCl₅晶體具有比氟化物更低的聲子能量，更適合作為稀土摻雜的上轉(zhuǎn)換發(fā)光基質(zhì)，稀土離子摻雜的Cs₂LuCl₅晶體具有比稀土離子摻雜的氟化物晶體更高的上轉(zhuǎn)換效率，但Cs₂LuCl₅晶體易吸濕、需要特殊處理和儲存、難以制備、化學(xué)穩(wěn)定性和機械強度較差等缺點影響了其實際應(yīng)用。

透明微晶玻璃是一種兼有晶體和玻璃優(yōu)點的新型光電子材料。目前氯化物透明微晶玻璃主要用作閃爍發(fā)光和上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，如公開號為CN103382089，名稱為“含Cs₃LaCl₆納米晶的透明硫鹵玻璃陶瓷及其制備”的發(fā)明專利申請公開了摻雜Nd³⁺或Er³⁺離子，以Cs₃LaCl₆為微晶相、玻璃相為硫化物的微晶玻璃，但硫化物的物化性能比氧化物差，且在可見光短波長處不透，影響了上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率；如公開號為CN103951229、名稱為“稀土離子摻雜的Sr₂LuCl₇微晶玻璃及其制備方法”的發(fā)明專利申請也公開了一種微晶相為Sr₂LuCl₇、玻璃相為P₂O₅與SiO₂為主的微晶玻璃，摻雜的稀土離子為Ce³⁺、Eu³⁺、Tb³⁺、Pr³⁺和Nd³⁺中的一種，采用熔體急冷法和后續(xù)熱處理制備，具有較好的閃爍性能，用作閃爍發(fā)光材料。但是目前還沒有三價稀土離子Yb³⁺、Er³⁺、Tm³⁺和Ho³⁺摻雜的Cs₂LuCl₅微晶玻璃用于上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的公開報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種聲子能量低、無輻射躍遷幾率小、上轉(zhuǎn)換量子效率高、抗潮解、機械性能好、上轉(zhuǎn)換發(fā)光很強的稀土離子摻雜Cs₂LuCl₅微晶玻璃及其制備方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種稀土離子摻雜的Cs₂LuCl₅微晶玻璃，其摩爾百分比組成為：SiO₂87～94mol％、Cs₂LuCl₅5.4～10mol％、LnCl₃0.6～3mol％，其中LnCl₃為YbCl₃、ErCl₃、TmCl₃和HoCl₃中的至少一種。

該微晶玻璃摩爾百分比組成為：SiO₂90mol％、Cs₂LuCl₅8mol％、TmCl₃0.5mol％、YbCl₃1.5mol％。

該微晶玻璃摩爾百分比組成為：SiO₂88.5mol％、Cs₂LuCl₅9mol％、ErCl₃0.5mol％、YbCl₃2mol％。