[發(fā)明專利]一種鉻、銩、鈥摻雜鈮酸鉍發(fā)光材料及其晶體生長方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610069217.7
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號(hào): CN105696074A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張慶禮;林東暉;劉文鵬;孫貴花;羅建喬;彭方;殷紹唐;竇仁勤
• 申請（專利權(quán)）人: 中科九曜科技有限公司
• 主分類號(hào): C30B29/30
• 分類號(hào): C30B29/30;C30B11/00;C30B15/00;C30B17/00;C30B9/12
• 代理公司: 合肥市長遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34119
• 代理人: 程篤慶;黃樂瑜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)光材料和晶體生長技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鉻、銩、鈥摻雜鈮酸鉍發(fā) 光材料及其晶體生長方法。

背景技術(shù)

在低對稱性的晶體中，對于處于低對稱性的發(fā)光激活離子如稀土離子Ho³⁺、過渡族 離子Cr³⁺來說，低對稱性有利于解除躍遷宇稱禁戒，增強(qiáng)發(fā)光效率，同時(shí)低對稱性晶體有各 向異性物理性質(zhì)，利用其作為激光工作物質(zhì)時(shí)可直接獲得偏振激光。鈮酸鉍屬于三斜晶系， 其中Bi離子的格位對稱性為C1，當(dāng)摻雜激活離子替代Bi離子的格位時(shí)，激活離子將占據(jù)C₁對稱格位，且有兩種格位，有利于晶場能級(jí)分裂加寬及發(fā)光躍遷的宇稱禁戒解除，提高發(fā)光 效率，有望用作熒光和激光材料，在顯示、激光技術(shù)等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種鉻、銩、鈥摻雜鈮酸鉍發(fā)光材料及其晶體生長方法，獲得性能優(yōu) 良的發(fā)光材料，有望用于顯示和激光技術(shù)領(lǐng)域。

本發(fā)明提出的一種鉻、銩、鈥摻雜鈮酸鉍發(fā)光材料，具有以下化學(xué)式組成： Cr_xTm_yHo_zBi_1-x-y-zNbO₄，其中0＜x≤0.2，0.0001≤y≤0.1，0.0001≤z≤0.1。

本發(fā)明還提出的上述鉻、銩、鈥摻雜鈮酸鉍發(fā)光材料的晶體生長方法，包括如下步 驟：

S1、將含鉻化合物、含銩化合物、含鈥化合物、含鉍化合物、含鈮化合物混合均勻 后，進(jìn)行合成反應(yīng)得到化學(xué)式為Cr_xTm_yHo_zBi_1-x-y-zNbO₄的多晶原料；

S2、將化學(xué)式為Cr_xTm_yHo_zBi_1-x-y-zNbO₄的多晶原料進(jìn)行壓制得到生長晶體原料；

S3、將生長晶體原料加熱至熔融狀態(tài)得到晶體生長初始熔體，然后采用熔體法晶 體生長方法進(jìn)行生長得到鉻、銩、鈥摻雜鈮酸鉍發(fā)光材料。

優(yōu)選地，S1中，合成反應(yīng)為高溫固相反應(yīng)、液相合成或氣相合成。

優(yōu)選地，S1的具體操作如下：按摩爾份將x份Cr₂O₃、y份Tm₂O₃、z份Ho₂O₃、(1-x-y-z) 份Bi₂O₃和1份Nb₂O₅混合均勻后，升溫至800～1100℃進(jìn)行固相反應(yīng)得到化學(xué)式為 Cr_xTm_yHo_zBi_1-x-y-zNbO₄的多晶原料；

其反應(yīng)方程式如下：

優(yōu)選地，S2的具體操作步驟為：將化學(xué)式為Cr_xTm_yHo_zBi_1-x-y-zNbO₄的多晶原料進(jìn)行 壓制，然后燒結(jié)得到生長晶體原料，燒結(jié)溫度為800～1100℃，燒結(jié)時(shí)間為10～96h。

優(yōu)選地，S3中，熔體法晶體生長方法為提拉法、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中的一種。

優(yōu)選地，S3中，當(dāng)熔體法晶體生長方法為提拉法、坩堝下降法或頂部籽晶法時(shí)，采 用籽晶定向生長，籽晶為Cr_xTm_yHo_zBi_1-x-y-zNbO₄或BiNbO₄單晶。

優(yōu)選地，籽晶方向?yàn)?lt;100>、<010>或<001>方向。

優(yōu)選地，當(dāng)鉻、銩、鈥摻雜鈮酸鉍發(fā)光材料中某種元素的分凝系數(shù)為k，k＝0.01～1，則其中m為S1中含該元素化合物的質(zhì)量，n為該元素在Cr_xTm_yHo_zBi_1-x-y-zNbO₄中所含物質(zhì)的量，M為含該元素化合物的摩爾質(zhì)量。