[发明专利]一种掺钐氧化钆蓝光发光薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种掺钐氧化钆蓝光发光薄膜及其制备方法。

背景技术

随着信息技术的高速发展，人们对生活水平的要求越来越高，对大屏幕高清晰度彩电、高分辨率显示器、投影电视、高效节能灯等的需求迅速增长。同时随着友好性社会及节能性社会等要求的提出，人们要求显示器等除了功能的多样化，还希望其具有薄型、轻质、低电压驱动、低功耗的特点，这就要求荧光粉具有多性能、强发光性、高显色性、高寿命等特点。

稀土元素由于具有优良的荧光和激光特性，以及在彩色玻璃和陶瓷的釉料方面的应用潜能，得到了许多科研工作的格外关注。钐作为稀土元素之一，能将日光中对植物光合作用有害或无用的紫外光、绿光等转化为光合作用所需的蓝光[王彦昌，吴惠霞，赵辉，陈野，稀土农膜转光材料合成及性质研究.中国生态农业学报，12-3(2004)：198～201]。

掺钐氧化钆是性能优良的蓝光荧光材料，它广泛应用于彩色电视机显像管、三基色荧光灯以及彩色玻璃等。电化学镀膜方法制备掺杂钐的氧化钆薄膜是一种全新的制备方法，并能制备出性能优良的薄膜。通过反应参数的调节，可以在衬底材料上均匀生长氧化钆和氧化钐共沉积薄膜，既可以减少反应用料，又省去后续的涂敷工艺，大大降低生产成本。另外，电化学方法成膜均匀，沉积厚度可控，设备与操作简单、反应条件温和、环境污染小，是一种全新的、洁净、温和、环境友好的方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种掺钐氧化钆蓝光发光薄膜及其制备方法，以可溶性钆盐和钐盐溶液为原料，通过电化学方法在金衬底上沉积掺钐氧化钆薄膜，经高温退火得到掺钐氧化钆蓝光发光薄膜。

本发明采用的技术方案步骤如下：

一、一种掺钐氧化钆蓝光发光薄膜：

在金衬底的一个面上沉积有一层氧化钆和氧化钐的蓝光发光薄膜。

所述的氧化钆和氧化钐的蓝光发光薄膜的化学式为Gd₂O₃:Sm³⁺，该薄膜材料在450～530纳米处存在宽带蓝光发射光谱。

二、一种掺钐氧化钆蓝光发光薄膜的制备方法，该方法的步骤如下：

1)分别将可溶性钆盐和钐盐，溶于去离子水中，搅拌，均配成摩尔浓度0.01～0.2mol/L的钆盐溶液和钐盐溶液；

2)取上述钆盐和钐盐溶液组成混合均匀的溶液，通过恒温水浴控制溶液温度在50℃～70℃；

3)利用由工作电极、对电极和参比电极组成的三电极电化学池进行导电衬底上的薄膜沉积，将三电极插入钆盐和钐盐溶液组成的混合溶液中，调节工作电极与Ag/AgCl/饱和KCl溶液参比电极间的电压在-0.9V～-1.4V之间，沉积时间控制在15分钟～60分钟；

4)将沉积好的薄膜，用去离子水清洗，并干燥，随后，将薄膜在500℃～1000℃下退火烧结60分钟～120分钟。

所述的三电极电化学池中，工作电极为金衬底，对电极为铂金电极、金电极或者石墨电极，参比电极为Ag/AgCl/饱和KCl溶液参比电极。

所述的可溶性钆盐与钐盐为硝酸盐。

所述的发光薄膜的化学式为Gd₂O₃:Sm³⁺，该薄膜成膜均匀致密无开裂，在450～530纳米处存在宽带蓝光发射光谱。

本发明具有的有益效果是：

本发明通过简单的电化学沉积方法和后续高温退火过程，制得一种新型的掺钐氧化钆蓝光发光薄膜，该薄膜材料均匀致密无开裂，在450～530纳米处存在宽带蓝光发射光谱。本发明工艺方法简单、原料易得、成本低，能耗低，无毒，成膜均匀致密无开裂。

附图说明

图1是金衬底上掺钐氧化钆蓝光发光薄膜结构示意图：

图1中：1掺钐氧化钆发光薄膜，2.金衬底。

图2是实施例1所得产物的能谱图。

图3是实施例1所得产物的XRD谱图。

图4是实施例1所得产物的电镜照片(低倍)图。

图5是实施例1所得产物的电镜照片(高倍)图。

图6是实施例1所得产物的光致发光发射光谱。

具体实施方式

如图1所示，本发明在金衬底2上沉积一层掺钐氧化钆蓝光发光薄膜1。所述的该发光薄膜的化学式为Gd₂O₃:Sm³⁺，该薄膜材料在450～530纳米处存在宽带蓝光发射光谱。

实施例1：