[發明專利]一種Cr4+

在審

• 申請號: 202210678437.5
• 申請日: 2022-06-16
• 公開（公告）號: CN115011340A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 王靜;郭曉璇;劉伯梅
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66;H01L33/50
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 薛建強

本發明公開了一種Cr⁴⁺摻雜的近紅外寬帶熒光粉及其制備方法和應用，所述熒光粉的化學通式為A₂BC_1?xO₄：xCr⁴⁺；其中A為Li、Na、K中的任意一種，B為Sr、Mg、Ca、Zn中的任意一種，C為Ge、Si中的任意一種，x的范圍為0.003≤x≤0.15。本發明中的Cr⁴⁺離子摻雜近紅外寬帶熒光粉在含有還原性氣體的氣氛中煅燒，所制備的熒光粉中避免了Cr⁶⁺的生成，提高了熒光粉的發射強度和內量子效率，在波長為680nm的光源下激發得到發射范圍為980～1600nm的發射圖譜，有望補充商業寬帶近紅外熒光粉轉化LED未覆蓋的更長的波長范圍。

技術領域

本發明屬于發光材料技術領域，具體是涉及一種Cr⁴⁺摻雜的近紅外寬帶熒光粉及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，近紅外光譜技術引起了人們的注意，相關的便捷設備在光纖通訊、食品檢測、夜視設備和生物熒光成像等領域具有實際的應用。近紅外光譜技術的關鍵就是近紅外光源，近紅外光源主要有鹵素燈、近紅外LED陣列以及近紅外pc-LED(phosphor-convertedLED，熒光粉轉換LED)，綜合考慮設備大小和光譜范圍是否可協調等問題，pc-LED具有較高的研究價值和應用前景。近紅外pc-LED就是將近紅外寬帶熒光粉與LED封裝在一起作為激發光源，例如歐司朗公司研發的緊湊型SFH 4776光源，實現了將藍光轉化為650-1050nm的寬帶近紅外光，由于設備體積小，因此，這項技術有望集成到智能手機中，從而實現食品和藥物的便捷式檢測。

能實現近紅外寬帶發射的熒光粉材料的種類有很多，但具有良好發光效率和LED封裝性能的熒光粉為Cr³⁺摻雜的近紅外寬帶熒光粉，含Cr³⁺的近紅外熒光粉具有良好的發光效率，但其發射波長范圍主要位于近紅外I區(650-950nm)。因此，需要尋找一種可以提高近紅外熒光粉的發射波長范圍的方法。

發明內容

本發明旨在至少解決上述現有技術中存在的技術問題之一。為此本發明提出了一種Cr⁴⁺摻雜的近紅外寬帶熒光粉及其制備方法和應用，所述熒光粉的化學通式為A₂BC_1-xO₄：xCr⁴⁺；其中A為Li、Na、K中的任意一種，B為Sr、Mg、Ca、Zn中的任意一種，C為Ge、Si中的任意一種，x的范圍為0.003≤x≤0.15，本發明中的熒光粉在波長為680nm的光源的激發下得到的發射范圍為980～1600nm，且主峰位于1170nm處，有望補充商業寬帶近紅外熒光粉轉化LED未覆蓋的更長的波長范圍；且本發明中的熒光粉中不含有Cr⁶⁺，具有較強的發射強度和較高的內量子效率，實際應用的價值更高。

本發明的第一方面，提供了一種Cr⁴⁺離子摻雜的近紅外寬帶熒光粉，所述熒光粉的化學通式為A₂BC_1-xO₄：xCr⁴⁺。

根據本發明第一方面的內容，在本發明的一些實施方式中，所述A為Li、Na、K中的任意一種。

在本發明的一些優選實施方式中，所述B為Sr、Mg、Ca、Zn中的任意一種。

在本發明的一些優選實施方式中，所述C為Ge、Si中的任意一種。

在本發明的一些優選實施方式中，所述x的范圍為0.003≤x≤0.15。

在本發明的一些優選實施方式中，所述熒光粉的發射范圍為980～1600nm。

在本發明的一些優選實施方式中，所述熒光粉在波長為680nm的光源的激發下得到的發射范圍為980～1600nm。