[發(fā)明專利]一種近紅外熒光材料和熒光玻璃與激光近紅外器件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011002428.1
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112210372B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 解榮軍;施蓉蓉;顏夢月;張婧;黃芝萍;周天亮
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: C09K11/64
• 分類號: C09K11/64;C03C4/12;C03C3/12;H01S5/00
• 代理公司: 廈門市精誠新創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35218
• 代理人: 洪海珍

本發(fā)明屬于發(fā)光材料領(lǐng)域，涉及一種氮氧化物近紅外熒光材料和近紅外熒光玻璃與激光近紅外器件及其制備方法。所述氮氧化物近紅外熒光材料的化學(xué)通式為：NaAl_10?xCr_xO₁₄N，其中，0.2≤x≤2。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的氮氧化物近紅外熒光材料具有全新的化學(xué)組成，原料成本低廉，合成溫度相對較低，以Cr³⁺為激活劑，能被藍光激發(fā)而發(fā)射近紅外光，該發(fā)光材料近紅外發(fā)射光譜范圍覆蓋600～1200nm，發(fā)射光譜的半高寬可達到125nm，從而使該發(fā)光材料應(yīng)用于近紅外器件具有很高的發(fā)光效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)光材料領(lǐng)域，具體涉及一種氮氧化物近紅外熒光材料和近紅外熒光玻璃與激光近紅外器件及其制備方法。

背景技術(shù)

近紅外光譜是一種波長范圍介于780nm到2500nm之間的非可見光譜。近紅外光譜有著廣泛應(yīng)用。基于近紅外光譜技術(shù)，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，能實現(xiàn)準(zhǔn)確、快速、廉價地確定谷物、水果、蔬菜、油脂、肉類和乳制品等的保鮮度、水分和有效成分；在工業(yè)領(lǐng)域，近紅外光譜是最常用的傳感器及機器視覺信號源；在軍事領(lǐng)域，近紅外光譜可用于遠程監(jiān)控、高光譜成像、偽裝識別等任務(wù)；在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，近紅外光譜應(yīng)用更為普遍。其中，在診斷方面，應(yīng)用近紅外光譜可指示血管走向，配合熒光探針可檢測給藥位置。同時應(yīng)用近紅外光譜還能測量血液流動、血液量、耗氧量、復(fù)氧率和肌肉中的肌肉恢復(fù)時間，實現(xiàn)評估大腦或其他組織中的充氧和微血管功能，這為日常生活中較為常見的腦卒中、戰(zhàn)爭中最為致命的頭部創(chuàng)傷診斷、外科手術(shù)中神經(jīng)和血管耦合狀態(tài)提供了一種快速、無創(chuàng)的診斷方式；在治療方面，使用近紅外線光源照射機體組織，能誘導(dǎo)機體中的熱休克蛋白產(chǎn)生，以對抗身體細胞、組織與器官體溫的升高，提升細胞成活率，促進羥脯氨酸合成，從而促進疤痕的形成和創(chuàng)口的愈合；近紅外光還可以刺激皮膚細胞線粒體的新陳代謝，刺激纖維原細胞的活性，促進膠原細胞和彈性細胞的產(chǎn)生，以實現(xiàn)皮膚再生、提升皮膚修復(fù)能力，從而實現(xiàn)痤瘡、濕疹、口腔潰瘍等皮膚病的治療。

可發(fā)射近紅外光譜的近紅外光源是近紅外技術(shù)應(yīng)用的前提和關(guān)鍵。同時光源的光譜動態(tài)范圍越寬，可用于檢測樣品的線性范圍也越大。當(dāng)下，常見的近紅外光源有氙燈和鹵素?zé)簟＿@兩種光源的優(yōu)點在于紅外光譜范圍廣，但都存在體積大、便攜性差、耗能高、易破損等缺點。某些類型的激光器也可作為近紅外光源。但激光光譜體積較大，且光譜的半高寬低于數(shù)納米，這就限制了其應(yīng)用。多波長近紅外芯片拼接的近紅外光源可以克服上述近紅外光源的缺點，但不同發(fā)射波長的LED芯片驅(qū)動電壓不同，光衰減曲線也不同。為保證光源的穩(wěn)定性，電路設(shè)計較為復(fù)雜，可靠性也較低，且目前紅外芯片的專利被國外掌握，尤其是1000nm以上波段芯片的效率低、成本高。

近年來基于技術(shù)成熟的紫光-藍光芯片激發(fā)近紅外熒光材料轉(zhuǎn)換型高效紅外器件為制造高可靠性、節(jié)能、體積小巧的近紅外光源提供了一種全新的解決方案。紫藍光芯片與近紅外熒光材料復(fù)合封裝的實現(xiàn)方式具有制備工藝簡單、成本低、發(fā)光效率高等優(yōu)點，在國際上受到廣泛關(guān)注。因此，開發(fā)一種具有光譜范圍寬的近紅外發(fā)光材料，并進而開發(fā)出成本低廉、熱穩(wěn)定性高的近紅外發(fā)光裝置，具有積極的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種近紅外發(fā)射光譜以及半峰寬均非常寬的氮氧化物近紅外熒光材料和近紅外熒光玻璃與激光近紅外器件及其制備方法。

本發(fā)明的第一個目的是提供一種氮氧化物近紅外熒光材料，其化學(xué)通式為：NaAl_10-xCr_xO₁₄N，其中，0.2≤x≤2。

在一種優(yōu)選實施方式中，x為0.25。

本發(fā)明的第二個目的是提供所述氮氧化物近紅外熒光材料的制備方法，該方法具體步驟如下：將Na前驅(qū)體、Al前驅(qū)體、Cr前驅(qū)體和N前驅(qū)體混合，之后將所得混合物在還原氣氛下進行高溫固相反應(yīng)，即得氮氧化物近紅外熒光材料。

在一種優(yōu)選實施方式中，所述Na前驅(qū)體、Al前驅(qū)體、Cr前驅(qū)體和N前驅(qū)體的純度均不低于99.5％。