[發明專利]一種寬帶短波紅外發光材料及制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110819657.0
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN113403073B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 梁延杰;苗世海
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C09K11/70
• 分類號: C09K11/70;C09K11/71;H01L33/50
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發明屬于短波紅外發光材料技術領域，涉及一種寬帶短波紅外發光材料及制備方法和應用。寬帶短波紅外發光材料包括：Li_1?zA_zMg_1?x?y?cB_cPO₄:xCr³⁺,yNi²⁺，其中0≤x≤10％，0＜y≤0.1％，x，y分別為Cr和Ni占(LiA)(MgB)PO₄的摩爾百分比；0≤z1，A⁺為Na⁺和K⁺的一種或多種；0≤c1，B²⁺為Ca²⁺，Sr²⁺和Ba²⁺的一種或多種。本發明的發光材料能有效吸收350～800nm的可見光及近紅外光，產生主峰波長位于1350nm附近的短波紅外光發射，并可與藍光芯片封裝成短波紅外LED器件。此外，該制取方法工藝簡單，制造成本低，不污染環境，產物具有純度高、均勻性好等特點，可廣泛應用于短波紅外光技術領域。該藍光激發的寬帶短波紅外發光材料在夜視、光學防偽、生物醫學和短波紅外光譜學技術等領域有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于短波紅外發光材料技術領域，涉及一種寬帶短波紅外發光材料及制備方法和應用。

背景技術

公開該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不必然被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

短波紅外(SWIR，波長范圍900–1700nm)光譜技術正成為一種快速、方便、無創、無損的分析技術，表現出優異的光譜特性，包括肉眼不可見、在霧霾、煙霧和灰塵中具有高穿透能力、在生物組織中具有低的光散射和吸收，因此短波紅外光譜技術在產品分選、水分檢測、化學分析、生物成像和夜視監控等領域受到了廣泛關注。目前，用于光譜分析的SWIR光源主要有白熾鹵素燈、激光器和發光二極管(LED)，但同時它們各有優缺點：鹵素燈可以產生從可見光到紅外光的連續發射，但尺寸大、壽命短、效率低、燈泡溫度高；激光二極管或光纖激光器具有很高的輻射率，但激光束的相干性和窄帶發射光譜阻礙了其在工業視覺方面的應用；超連續譜激光器由于其發散角小、功耗高、成本相對較高，也無法滿足廣泛的應用。SWIR-LED芯片具有體積小、適用于智能SWIR器件的優點，是一種很有吸引力的固態光源，但光譜覆蓋范圍窄(50nm)、輸出功率低、成本高等特點也限制了其在SWIR光譜技術領域的應用。與上述SWIR光源相比，基于商用高功率藍光LED芯片與SWIR熒光粉結合的熒光粉轉換LED正逐步成為新型固態SWIR光源的理想選擇，憑借成熟的熒光粉轉換白光LED技術，得到的SWIR器件輸出功率高，價格低廉以及使用壽命長。盡管具備這些優點，但在可見光區域(特別是藍光)具有理想的吸收帶、在SWIR區具有寬帶發射和高發光效率的SWIR熒光粉的研制仍然是一項具有挑戰性的工作。