[發(fā)明專利]一種Cr3

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011075440.5
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112300797B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設計）人: 宋振;劉天瑤;蔡昊;安雅靜;劉泉林
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C09K11/71
• 分類號: C09K11/71;C09K11/81;H01L33/50
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明公開了一種Cr³⁺摻雜的鍶銦磷酸鹽寬帶近紅外發(fā)光材料及制備方法，其化學通式為：Sr₃In_1?x?yM_yP₃O₁₂：xCr³⁺，其中：M為Sc、Lu元素中的一種或多種，0.001≤x≤0.11，0≤y≤1。所述的近紅外發(fā)光材料屬于立方晶系，具有與Sr₃InP₃O₁₂相同類型的晶體結構，空間群為I?43d。本發(fā)明材料激發(fā)光譜較寬，激發(fā)波長在250?600nm范圍內，可以被紫外光和可見光激發(fā)，其發(fā)射波長范圍為700?1100nm。該發(fā)明與藍光或紫外光LED芯片匹配可用于制造寬帶近紅外光源，在食品無損質量分析和人類生理狀態(tài)非侵入性檢測等領域具有重要的應用價值。本發(fā)明制備工藝簡單，原料價格低廉，易于工業(yè)化生產。

技術領域

本發(fā)明涉及一種寬帶近紅外發(fā)光材料的制備及應用方法，屬于近紅外發(fā)光材料技術領域，所述的近紅外發(fā)光材料可應用于食品無損質量分析、生物活體成像和標記示蹤等領域。

背景技術

近紅外光是電磁光譜上介于可見光區(qū)與中紅外光區(qū)之間的不可見光。由于近紅外光的分析技術包含了C-H,O-H和N-H等化學鍵信息，能夠提供生物組織和有機材料的特征數據，因此近紅外光可用作食品無損質量分析。此外，近紅外光在生物體內具有很強的穿透能力，常作為生物探針進行醫(yī)學生物活體成像。

發(fā)光材料由基質和激活劑構成。對于寬帶近紅外發(fā)光材料的激活劑，近幾年的研究主要集中在過渡金屬離子，這其中三價鉻離子(Cr³⁺)是最理想的選擇。 Cr³⁺的3d能級受離子周圍配位環(huán)境影響較大，對外界晶體場環(huán)境強度十分敏感，易于調控。不同配位結構對Cr³⁺施加的晶體場強度不同，產生的發(fā)射光譜的峰位和寬度也不同，且發(fā)射波長強烈依賴于晶體場強度：Cr³⁺在弱場情況下，以⁴A_2g→⁴T_2g的寬帶發(fā)射為主；在強場情況下，以²T_1g/²E_g→⁴A_2g的窄帶發(fā)射為主。目前已發(fā)現的近紅外發(fā)光材料主要存在發(fā)光效率不高，發(fā)射波長范圍較窄等問題，基于目前人們追求健康和環(huán)保的背景，研發(fā)發(fā)光效率更高、發(fā)射波長范圍更寬的新型近紅外發(fā)光材料具有重要的科學意義和應用前景。

發(fā)明內容

為了克服現有近紅外發(fā)光材料的不足，本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種Cr³⁺摻雜的具有Sr₃InP₃O₁₂晶體結構類型的鍶銦磷酸鹽寬帶近紅外發(fā)光材料，其發(fā)射波長范圍寬，化學穩(wěn)定性好，為相關研究和應用領域提供了更好的發(fā)光材料選擇。

本發(fā)明的另一優(yōu)點是該材料制備工藝簡單，原料價格低廉，易于大規(guī)模推廣與量產。

本發(fā)明通過以下技術方案實現：一種Cr³⁺摻雜的鍶銦磷酸鹽寬帶近紅外發(fā)光材料,其特征在于其化學通式為：Cr³⁺摻雜寬帶近紅外發(fā)光材料Sr₃In_1-x-yM_yP₃O₁₂： xCr³⁺，其中：M為Sc、Lu元素中的一種或多種，0.001≤x≤0.11，0≤y≤1。

進一步地，所述Cr³⁺摻雜寬帶近紅外發(fā)光材料Sr₃In_1-x-yM_yP₃O₁₂：xCr³⁺屬于立方晶系，具有與Sr₃InP₃O₁₂相同的晶體結構，空間群為I-43d。