[發(fā)明專利]一種近紅外光發(fā)光材料及包含其的發(fā)光裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910020583.7
• 申請(qǐng)日: 2019-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN110157417B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉榮輝;劉元紅;江澤;高慰;李彥峰;崔磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 有研稀土新材料股份有限公司;國科稀土新材料有限公司
• 主分類號(hào): C09K11/64
• 分類號(hào): C09K11/64;C09K11/59;H01L33/50
• 代理公司: 北京智橋聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11560
• 代理人: 洪余節(jié)

一種近紅外發(fā)光材料及包含其的發(fā)光裝置。該發(fā)光材料包含化學(xué)式為Q_qR_rAl_tSi_uN_v的無機(jī)化合物，其中，Q選自Cr、Eu、Yb、Nd中的一種或一種以上，其中必含Cr元素，R為Ca、Sr、Ba、Mg中的一種或兩種，且0＜q≤0.1，0.8≤q+r≤1.2，0.8≤t≤1.2，0.8≤u≤1.2，2.4≤v≤3.6，該無機(jī)化合物具有和CaAlSiN₃相同的晶體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的近紅外發(fā)光材料能在近紅外區(qū)域高效發(fā)射，是一種理想的近紅外發(fā)光材料。含有該發(fā)光材料的發(fā)光裝置能夠廣泛應(yīng)用于近紅外短波段探測、醫(yī)療等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)光材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種近紅外光發(fā)光材料及包含其的發(fā)光裝置。

背景技術(shù)

近紅外光(NIR)是波長范圍從700～2500nm的電磁波，是人們最早發(fā)現(xiàn)的非可見光區(qū)域，近紅外區(qū)內(nèi)光散射效應(yīng)大，穿透深度大，被吸收的光強(qiáng)很小，而且其波長短，不被玻璃或石英介質(zhì)所吸收，可用于無傷害的去除生物組織、天文測量、光纖通訊等廣泛領(lǐng)域，因此對(duì)近紅外技術(shù)應(yīng)用的研究報(bào)道越來越多。稀土離子(4f)近紅外發(fā)光具有強(qiáng)度高、線寬窄、壽命長、背景小的特點(diǎn)，在光信號(hào)放大、激光系統(tǒng)、熒光免疫分析等方面有特殊的優(yōu)點(diǎn)，這一系列優(yōu)勢是其他近紅外發(fā)光材料所無法比擬的。隨著近紅外領(lǐng)域研究的深入和其應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，特別是隨著光通訊、公共安全和生物醫(yī)療等行業(yè)的發(fā)展，迫切需要一種具有良好發(fā)光性能的近紅外材料。而1000nm附近的近紅外光能夠作為高效太陽光譜轉(zhuǎn)換材料，在低閾值NIR激光器、商品防偽以及提高C-Si太陽能電池轉(zhuǎn)換等方面具有較大潛力。

現(xiàn)有的近紅外短波光的獲取方式主要有紅外芯片，或鹵素?zé)艚?jīng)過分光，或光致發(fā)光的過渡金屬或稀土金屬的氧化物，或電致發(fā)光的有機(jī)配合物(Chemistry Letters，2004,33:50-51；Advanced Functional Materials，2002,12:745-751；中國化學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)，2016)。然而，現(xiàn)有近紅外發(fā)光裝置中存在所使用的紅外芯片激發(fā)效率低、成本高等問題。使用鹵素?zé)魟t需要經(jīng)過濾光，大部分光被分光導(dǎo)致使用效率偏低，同時(shí)鹵素?zé)舢a(chǎn)熱量大，無法應(yīng)用于小型設(shè)備。而現(xiàn)有的電致發(fā)光材料裝置和技術(shù)尚不成熟，且在紅外光譜部分發(fā)光效率低、穩(wěn)定性差，仍是限制其應(yīng)用的一個(gè)最大瓶頸。繼續(xù)尋找合適的體系并研究它們的結(jié)構(gòu)與其近紅外發(fā)光性能的關(guān)系仍是將來工作重點(diǎn)之一。

由于(Ca,Sr)AlSiN₃結(jié)構(gòu)中處于半開放狀態(tài)的N原子(與兩個(gè)Si原子聯(lián)接的N原子的數(shù)量)數(shù)量較少，使得MAlSiN₃穩(wěn)定性優(yōu)異，為制作性能優(yōu)異熱穩(wěn)定性好的新型紅外發(fā)光材料提供了重要的結(jié)構(gòu)支撐。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種藍(lán)光、近紫外光及紅光激發(fā)下可以實(shí)現(xiàn)高效近紅外光(900～1100nm)發(fā)射的發(fā)光材料及包含其的發(fā)光裝置，解決了現(xiàn)有近紅外發(fā)光材料和發(fā)光裝置穩(wěn)定性差、發(fā)光效率低等問題。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種近紅外光發(fā)光材料，包含化學(xué)式為Q_qR_rAl_tSi_uN_v的無機(jī)化合物，其中，Q為Cr、Eu、Yb、Nd中的一種或一種以上，其中必含Cr元素，M為Ca、Sr、Ba、Mg中的一種或兩種，且0＜q≤0.1，0.8≤q+r≤1.2，0.8≤t≤1.2，0.8≤u≤1.2，2.4≤v≤3.6。

作為優(yōu)選，該近紅外發(fā)光材料中，0.005≤q≤0.05，(q+r):t:u:v＝1:1:1:3。

作為優(yōu)選，該近紅外發(fā)光材料所包含的無機(jī)化合物與CaAlSiN₃具有相同的晶體結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選，R元素為Ca，或Ca和Sr。

作為優(yōu)選，Q元素為Cr和Yb。