[發明專利]一種新型納米復合氧化鋅基紅色熒光材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710399195.5
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107163939B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 高銘;楊景海;劉惠蓮;李佳;曹麗華
• 申請（專利權）人: 吉林師范大學
• 主分類號: C09K11/78
• 分類號: C09K11/78;C09K11/02
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司 22204
• 代理人: 石岱

本發明涉及一種新型納米復合氧化鋅基紅色熒光材料的制備方法，該方法采用核/殼納米結構，用Zn(NO₃)₂·6H₂O、Eu₂O₃、硝酸和碳酸氫銨為原料，利用外殼層的Eu₂O₃在ZnO基質中作為“能量存儲中心”，有效提高了ZnO基質到Eu³⁺離子間的能量傳遞，因此大大提高ZnO基質中Eu³⁺離子紅光發射性能。所以本發明制備的這種紅色熒光材料，更適用于寒冷的北方等惡劣的環境，并且也可廣泛用于航天器涂層顏料。

技術領域

本發明屬于一種新型納米復合氧化鋅基紅色熒光材料的制備方法，具體的說是一種通過ZnO/Eu₂O₃核/殼納米結構來提高Eu³⁺離子紅光發射效率的方法。

背景技術

紅色熒光材料被廣泛應用于固態照明光源、新型平板顯示器、軍用電子元器件等領域，其在紅、綠、藍三基色熒光粉體系中的質量分數高達60～80％。但是目前在三基色顯示材料中，紅色熒光材料被認為是最薄弱的一環，主要是因為對應于紅色發光的躍遷都是能隙很小的躍遷，很難與載流子傳輸層的能量匹配，不能有效地使電子和空穴在發光區復合、量子效率低、混合光顯色性差等，這些問題長期以來都未能很好的解決。另外，傳統紅色熒光材料的主要原料為價格昂貴的稀土氧化物Y₂O₃和Eu₂O₃，生產成本高。

因此，探索新型的紅色熒光材料是當前的研究熱點，而選擇合適的基質材料被認為是比較有效的解決途徑。ZnO作為一種重要的寬帶隙半導體材料，因其價格低廉，對環境友好，其禁帶寬度為3.37eV，激子束縛能高達60meV，具有良好的化學穩定性和熱穩定性，是一種很好的基質材料。此前，在ZnO基質中適量摻雜具有光學活性的雜質如過渡金屬離子和三價稀土離子(RE)方面已經做了大量細致的研究工作。例如，Eu³⁺離子摻入ZnO基質中，會有從基質到稀土離子間的能量轉移，但是很少有關于尖銳紅光發射的報道。為了從ZnO中獲得強的Eu³⁺發射，就要求基質和Eu³⁺離子間有有效的能量傳遞。

而利用不同的化學組分構建核/殼結構，可以得到集合不同材料的特殊性能于一體的材料。例如，核殼是不同的熒光材料，發光是可調的。Eu₂O₃和ZnO因為有不同的特征顏色所以是非常有前景的候選材料。Eu₂O₃的主要發光中心在613nm(紅光)，是三原色之一。眾所周知，ZnO發光帶較寬在藍-黃區，被認為是光發射器件的潛在材料。ZnO/Eu₂O₃核/殼納米結構可以增強基質和Eu³⁺離子間的有效的能量傳遞。但是目前還沒有關于ZnO/Eu₂O₃紅色熒光材料的報道。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，采用核/殼納米結構，提供一種成本低廉、耐低溫、發光較強的納米復合氧化鋅基紅色熒光材料的制備方法。

本發明的目的是這樣實現的，制備該ZnO/Eu₂O₃核/殼納米結構所采用的原料及其重量配比是：

本發明制備方法的具體步驟是：