[發明專利]一種鉻、銩、鈥摻雜鉭酸釔發光材料及其晶體生長方法

在審

• 申請號: 201610087435.3
• 申請日: 2016-02-16
• 公開（公告）號: CN105696076A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）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）人: 中科九曜科技有限公司
• 主分類號: C30B29/30
• 分類號: C30B29/30;C30B15/00;C30B11/00;C30B17/00;C09K11/78
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 程篤慶;黃樂瑜

技術領域

本發明涉及發光材料和晶體生長技術領域，尤其涉及一種鉻、銩、鈥摻雜鉭酸釔發 光材料及其晶體生長方法。

背景技術

在低對稱性的晶體中，對于處于低對稱性的發光激活離子如稀土離子Ho^3+、過渡族 離子Cr³⁺來說，低對稱性有利于解除躍遷宇稱禁戒，增強發光效率，同時低對稱性晶體有各 向異性物理性質，利用其作為激光工作物質時可直接獲得偏振激光。鉭酸釔屬于單斜晶系， 其中Y離子的格位對稱性為C₂，當摻雜激活離子替代Y離子的格位時，激活離子將占據C₂對稱 格位，有利于晶場能級分裂加寬及發光躍遷的宇稱禁戒解除，提高發光效率，有望用作熒光 和激光材料，在顯示、激光技術等領域獲得應用。

發明內容

本發明提出了一種鉻、銩、鈥摻雜鉭酸釔發光材料及其晶體生長方法，獲得性能優 良的發光材料，有望用于顯示和激光技術領域。

本發明提出的一種鉻、銩、鈥摻雜鉭酸釔發光材料，具有以下化學式組成： Cr_xTm_yHo_zY_1-x-y-zTaO₄，其中0＜x≤0.2，0.0001≤y≤0.1，0.0001≤z≤0.1。

本發明還提出的上述鉻、銩、鈥摻雜鉭酸釔發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、含釔化合物、含鉭化合物混合均勻 后，進行合成反應得到化學式為Cr_xTm_yHo_zY_1-x-y-zTaO₄的多晶原料；

S2、將化學式為Cr_xTm_yHo_zY_1-x-y-zTaO₄的多晶原料進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得到晶體生長初始熔體，然后采用熔體法晶 體生長方法進行生長得到鉻、銩、鈥摻雜鉭酸釔發光材料。

優選地，S1中，合成反應為高溫固相反應、液相合成或氣相合成。

優選地，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Y₂O₃和1份Ta₂O₅混合均勻后，升溫至1500～1600℃進行固相反應得到化學式為 Cr_xTm_yHo_zY_1-x-y-zTaO₄的多晶原料；

其反應方程式如下：

優選地，S2的具體操作步驟為：將化學式為Cr_xTm_yHo_zY_1-x-y-zTaO₄的多晶原料進行壓 制，然后燒結得到生長晶體原料，燒結溫度為1500～1600℃，燒結時間為10～96h。

優選地，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。

優選地，S3中，當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，采 用籽晶定向生長，籽晶為Cr_xTm_yHo_zY_1-x-y-zTaO₄或YTaO₄單晶。

優選地，籽晶方向為<100>、<010>或<001>方向。

優選地，當鉻、銩、鈥摻雜鉭酸釔發光材料中某種元素的分凝系數為k，k＝0.01～1，則其中m為S1中含該元素化合物的質量，n為該元素在Cr_xTm_yHo_zY_1-x-y-zTaO₄中所含物質的量，M為含該元素化合物的摩爾質量。