[發(fā)明專利]一種銅鋱共摻的CaSrSiO4

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810038927.2
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108384534B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李成仁;洪遠(yuǎn)志;張偉煒;李志超;牟博石;孫景昌;宋春蕾;康中文
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧師范大學(xué)
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59
• 代理公司: 大連非凡專利事務(wù)所 21220
• 代理人: 王廉

本發(fā)明屬于稀土發(fā)光材料領(lǐng)域。采用高溫固相燒結(jié)法制備了系列銅鋱共摻的CaSrSiO₄納米熒光粉。在245 nm紫外光激發(fā)下，系統(tǒng)測量了樣品的光致發(fā)光譜，發(fā)現(xiàn)與未摻銅的CaSrSiO₄:Tb³⁺納米熒光粉末發(fā)光強(qiáng)度相比較，加入了銅納米顆粒后，熒光粉發(fā)光強(qiáng)度發(fā)生明顯改變，在摻銅濃度為0.3 mol%時，銅鋱共摻的CaSrSiO₄納米熒光粉的發(fā)光性能得到明顯改善，增強(qiáng)一倍左右。隨著摻銅濃度的繼續(xù)提高，將發(fā)生濃度淬滅，熒光粉的光致發(fā)光強(qiáng)度減弱。表明通過改變銅納米顆粒的摻入量，可以對摻鋱CaSrSiO₄納米熒光粉的光致發(fā)光性能起到調(diào)控作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及稀土發(fā)光材料領(lǐng)域，具體公開一種在硅酸鍶鈣基質(zhì)中摻雜三價鋱離子的基礎(chǔ)上加入了銅納米顆粒具有優(yōu)秀光致發(fā)光特性的金屬--稀土納米熒光粉。利用金屬的局域表面等離子體共振效應(yīng)，可顯著提高稀土摻雜發(fā)光材料的發(fā)光效率。

背景技術(shù)

稀土摻雜發(fā)光材料具有發(fā)光效率高、波長豐富和性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和軍事等各個領(lǐng)域。特別是在光學(xué)領(lǐng)域，稀土摻雜納米熒光粉在發(fā)光二極管、激光器、放大器和傳感器等領(lǐng)域扮演了不可替代的角色。

稀土摻雜材料的發(fā)光主要屬于稀土元素中電子的f-f和f-d躍遷。當(dāng)前關(guān)于稀土發(fā)光材料的研究仍主要集中于發(fā)光效率的提升。常見的幾種關(guān)于增強(qiáng)材料發(fā)光性質(zhì)的方法為：改善制備工藝、優(yōu)化工藝參數(shù)，包括摻雜濃度、反應(yīng)時間等；選擇低聲子能量的晶體或玻璃作為基質(zhì)；提高共摻稀土離子之間能量傳遞的效率；通過包覆等手段實(shí)現(xiàn)核殼結(jié)構(gòu)的形成。近年來，在薄膜的表面加上貴金屬元素（Au, Ag）技術(shù)設(shè)計已證明可提高稀土摻雜薄膜的發(fā)光效率。本發(fā)明特色是在納米熒光粉中摻入Cu納米顆粒，不僅可以顯著改善稀土摻雜納米熒光粉的發(fā)光效率，而且相對于貴金屬Au、Ag而言，成本更低。即一種新的金屬-稀土復(fù)合型材料被設(shè)計、制備和表征，并進(jìn)行了系統(tǒng)的光致發(fā)光特性分析，證明該材料具有優(yōu)異的下轉(zhuǎn)換光致發(fā)光性能，可作為高效的熒光粉材料進(jìn)行生產(chǎn)和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了改善熒光粉的發(fā)光性能，提出一種在硅酸鍶鈣基質(zhì)中摻雜三價鋱離子的基礎(chǔ)上加入了銅納米顆粒具有優(yōu)秀光致發(fā)光特性的金屬--稀土納米熒光粉。

本發(fā)明的方案是：一種銅鋱共摻的CaSrSiO₄納米熒光粉末，其特征在于：所述的納米熒光粉末由CaSrSiO₄、Tb³⁺和Cu納米顆粒經(jīng)高溫固相燒結(jié)法制備而成，且CaSrSiO₄：0.7mol%Tb³⁺，xmol%Cu，其中x的取值范圍是0.1至0.5。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明所公開的納米熒光粉末，利用金屬的局域表面等離子體共振效應(yīng)，將稀土摻雜發(fā)光材料的發(fā)光效率進(jìn)一步改善；具體表現(xiàn)在它通過銅納米顆粒的加入及一系列工藝優(yōu)化，讓納米熒光粉末的熒光性能得到大大提升。

附圖說明

圖1是是采用日本XRD-6000型X射線衍射儀測量的系列鋱、銅單摻和共摻CaSrSiO₄納米熒光粉的XRD圖譜，測量范圍為2θ=10°-80°。與標(biāo)準(zhǔn)卡對比，可以看鋱、銅的摻入并未明顯改變CaSrSiO₄基質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)，納米熒光粉依然為純相，無雜相產(chǎn)生。

圖2是采用日立公司的SU8000掃描電子顯微鏡所測量的系列鋱單摻和銅鋱共摻CaSrSiO₄納米熒光粉的SEM圖像，a-d圖依次為0.7Tb³⁺，0.7Tb³⁺0.1Cu，0.7Tb³⁺0.3Cu和0.7Tb³⁺0.5Cu（濃度單位均為mol%）。