[發(fā)明專利]一種高熒光效率Cs2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910191514.2
• 申請(qǐng)日: 2019-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN109777403B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 解仁國;張資序;汪大洋;楊文勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/62
• 分類號(hào): C09K11/62;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 王恩遠(yuǎn)

本發(fā)明的一種高熒光效率Cs₂Ag_xNa_1?xInCl₆雙層鈣鈦礦的制備方法屬于半導(dǎo)體納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，首先將氯化銫、氯化鈉、氯化銀、氯化銦按混合后進(jìn)行研磨，混合物由蓬松的白色粉末逐漸變硬附著在容器壁上，再變軟，繼續(xù)研磨直到混合物再次變成蓬松的白色粉末；然后加入氯化鉍繼續(xù)研磨，將得到的產(chǎn)物用乙醇清洗后，在60～350℃真空條件下烘干2小時(shí)，得到高熒光效率Cs₂Ag_xNa_1?xInCl₆雙層鈣鈦礦。本發(fā)明首次通過機(jī)械研磨實(shí)現(xiàn)了Cs₂AgInCl₆的Na⁺合金化和Bi³⁺痕量摻雜，極大的提高了其熒光產(chǎn)率；同時(shí)本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單，方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高熒光效率 Cs₂Ag_xNa_1-xInCl6無鉛雙層鈣鈦礦的制備方法。

背景技術(shù)

照明在人類社會(huì)無處不在，消耗的電量占全人類用電總量的五分之一。相較于傳統(tǒng)照明，基于GaN基發(fā)光二極管激發(fā)熒光粉的半導(dǎo)體照明技術(shù)藍(lán)光成分過多，容易對(duì)人眼特別是兒童的視網(wǎng)膜造成不可逆?zhèn)Γ此^“藍(lán)害”；同時(shí)大部分熒光材料都依賴戰(zhàn)略性稀土材料為原料。因此，需要開發(fā)新一代的新型單基質(zhì)白光熒光粉，避免藍(lán)害和稀土元素的使用，實(shí)現(xiàn)綠色照明。在照明應(yīng)用中，單一材料具有高效穩(wěn)定的白光發(fā)射是最為理想，因?yàn)樗?jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，避免了混合和多個(gè)發(fā)射器中出現(xiàn)的自吸收和顏色不穩(wěn)定性，遺憾的是單一材料很難實(shí)現(xiàn)光子發(fā)射覆蓋整個(gè)可見光譜。

金屬鹵化物鈣鈦礦通常在溶液相中就能簡(jiǎn)單的制備，其熒光光譜覆蓋整個(gè)可見光區(qū)。近些年來，金屬鹵化物鈣鈦礦由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)已迅速推進(jìn)了光電器件領(lǐng)域的發(fā)展。例如，據(jù)報(bào)道金屬鹵化物鈣鈦礦的量子熒光效率(PLQY)已接近于100％，金屬鹵化物鈣鈦礦的綠色和紅色電致發(fā)光器件具有高達(dá)20.1％的外部量子效率。雖然金屬鹵化物鈣鈦礦有著出色的發(fā)光性質(zhì)，但金屬鹵化物鈣鈦礦通常包含鉛且穩(wěn)定性差，這極大的限制了金屬鹵化物鈣鈦礦在照明中的進(jìn)一步發(fā)展。

非鉛雙鈣鈦礦(Cs₂AgInCl₆)是一種穩(wěn)定的雙層鈣鈦礦，帶隙為直接帶隙，空間群組為熒光為白光，覆蓋400～800nm整個(gè)可見波段，該材料具有極佳的環(huán)境穩(wěn)定性和光熱穩(wěn)定性，但是其熒光差率極低(0.1％)，且現(xiàn)有合成方法都是在溶液相中進(jìn)行的，需要引入有機(jī)相或提供高溫高壓的環(huán)境，制備過程繁復(fù)，并且還需要進(jìn)一步干燥處理，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。唐江課題組創(chuàng)新性的通過 Na⁺合金化和Bi³⁺痕量摻雜非鉛雙鈣鈦礦(Cs₂AgInCl₆)實(shí)現(xiàn)了非鉛雙鈣鈦礦 (Cs₂AgInCl₆)高效穩(wěn)定的單基質(zhì)白光發(fā)光。但該方法是利用水熱法在反應(yīng)釜中進(jìn)行的，反應(yīng)條件苛刻，需要在高溫高壓的環(huán)境下和濃鹽酸酸提供氯源的前提下在180℃反應(yīng)12h以上，反應(yīng)后以3℃h^-1的速度逐步冷卻到50℃，且冷卻過程是決定產(chǎn)品熒光產(chǎn)率的關(guān)鍵。得到樣品后還需進(jìn)一步洗滌和干燥，難以實(shí)現(xiàn)功能工業(yè)化

綜上所述，現(xiàn)有的通過Na⁺合金化和Bi³⁺痕量摻雜非鉛雙鈣鈦礦Cs₂AgInCl₆的方法具有一定的局限性，存在著還未解決的問題和缺陷，技術(shù)有待創(chuàng)新和改進(jìn)。因此，建立新的合成高熒光效率非鉛雙鈣鈦礦Cs₂AgInCl₆的方法，對(duì)于無鉛雙層鈣鈦礦合成以及開發(fā)新一代的新型單基質(zhì)白光熒光粉有著十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容