[发明专利]一种铝掺杂α相氮化硅(α-Si3N4)基材料及其制备方法

权利要求书

1.一种铝掺杂α相氮化硅(α-Si₃N₄)基材料，其特征在于，铝掺杂α相氮化硅(α-Si₃N₄)基材料为单一α相氮化硅(α-Si₃N₄)，且材料中Al所占原子百分比为0.10％～0.80％，所述铝掺杂α相氮化硅(α-Si₃N₄)基材料采用化学气相沉积(CVD)技术制备获得。

2.根据权利要求1所述的铝掺杂α相氮化硅(α-Si₃N₄)基材料，其特征在于，铝掺杂α相氮化硅(α-Si₃N₄)基材料光学带宽为2.64eV。

3.根据权利要求1所述的铝掺杂α相氮化硅(α-Si₃N₄)基材料，其特征在于，铝掺杂α相氮化硅(α-Si₃N₄)基材料中还掺杂有稀土元素Eu，且材料中Eu所占原子百分比为0.002％～0.01％。

4.根据权利要求3所述的铝掺杂α相氮化硅(α-Si₃N₄)基材料，其特征在于，所述材料在以405nm的蓝光激光激发时呈现出以582nm为中心、半高宽为100nm的黄-橙色发射光谱。

5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的铝掺杂α相氮化硅(α-Si₃N₄)基材料的制备方法，其特征在于，采用化学气相沉积(CVD)技术制备所述的铝掺杂α相氮化硅(α-Si₃N₄)基材料，制备过程包括以下步骤：

(1)将反应原料按比例均匀混合；

(2)在抽真空后持续通入氮气的反应炉中进行反应；

(3)反应结束后，在产物沉积区收集产物。

6.根据权利要求5所述的铝掺杂α相氮化硅(α-Si₃N₄)基材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，反应原料为一氧化硅(SiO)粉末和铝粉，且Si和Al的摩尔比为2.0∶1～5.0∶1。

7.根据权利要求5所述的铝掺杂α相氮化硅(α-Si₃N₄)基材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，反应原料还包括氧化铕(Eu₂O₃)，且Si和Eu的摩尔比为50∶1～300∶1。

8.根据权利要求5所述的铝掺杂α相氮化硅(α-Si₃N₄)基材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中持续通入的氮气流量为600～1200ml/min，气压保持为1atm。

9.根据权利要求5所述的铝掺杂α相氮化硅(α-Si₃N₄)基材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中反应温度为1450～1700℃，反应时间为30～120min。

10.根据权利要求5所述的铝掺杂α相氮化硅(α-Si₃N₄)基材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，反应结束后，在反应时温度为1300～1500℃的产物沉积区收集产物。