[發明專利]一種稀土離子摻雜的Cs2YCl5微晶玻璃及其制備方法

在審

• 申請號: 201510859931.1
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105314876A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 張為歡;夏海平;歐陽紹業;張志雄;王倩
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C03C10/16
• 分類號: C03C10/16;C03C3/11
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發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換發光材料的稀土離子摻雜的Cs₂YCl₅微晶玻璃及其制備方法。

背景技術

稀土離子的上轉換發光是指當采用波長較長的激發光照射摻雜稀土離子的樣品時，發射出波長小于激發光波長的光的現象。利用稀土離子的上轉換特性，可獲得廉價的、可在室溫下工作的和連續輸出紫藍綠光光纖激光器。紫藍綠上轉換激光可應用于彩色顯示器、數據儲存、信息技術、激光印刷以及醫療等各個領域。要提高上轉換發光的效率需降低基質材料的聲子能量，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生，提高稀土離子中間亞穩態能級的熒光壽命，可有效的提高上轉換發光的效率。Cs₂YCl₅晶體的晶格聲子能量比氟化物更低，更適合作為稀土摻雜的上轉換發光基質，稀土離子摻雜的Cs₂YCl₅晶體具有比稀土離子摻雜的氟化物晶體更高的上轉換效率，但Cs₂YCl₅晶體易吸濕、需要特殊處理和儲存、難以制備、化學穩定性和機械強度較差等缺點影響了其實際應用。

透明微晶玻璃是一種兼有晶體和玻璃優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光和上轉換發光材料，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要差，且在可見光短波長處不透，影響了上轉換發光輸出；如公開號為CN103951202，名稱為“稀土離子摻雜的BaYCl₅微晶玻璃及其制備方法”的發明專利申請也公開了一種微晶相為BaYCl₅、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熱處理制備，具有較好的閃爍性能，用作閃爍發光材料。但是目前還沒有三價稀土離子Yb³⁺、Er³⁺、Tm³⁺和Ho³⁺摻雜的Cs₂YCl₅微晶玻璃用于上轉換發光材料的公開報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種聲子能量低，無輻射躍遷幾率小，上轉換量子效率高，抗潮解，機械性能好，上轉換發光很強的稀土離子摻雜Cs₂YCl₅微晶玻璃及其制備方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：稀土離子摻雜的Cs₂YCl₅微晶玻璃，其摩爾百分比組成如下：SiO₂87～93.5mol％、Cs₂YCl₅6～10mol％、LnCl₃0.5～3mol％，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％、Cs₂YCl₅8mol％、TmCl₃0.5mol％、YbCl₃1.5mol％。

該微晶玻璃摩爾百分比組成為：SiO₂88.5mol％、Cs₂YCl₅9mol％、ErCl₃0.5mol％、YbCl₃2mol％。