[发明专利]钽铌酸铋发光材料及其熔体法晶体生长方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料和晶体生长领域，稀土Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Er、Ho、Tm、Yb或非稀土Cr、Ti掺杂的钽铌酸铋RE_xBi_1-xNb_yTa_1-yO₄，以及它们的熔体法晶体生长方法。

技术背景

在低对称性的晶体中，对于处于低对称性的发光激活离子如稀土离子、过渡族离子Cr³⁺、Ti³⁺来说，低对称性有利于解除跃迁宇称禁戒，增强发光效率，同时低对称性晶体有各向异性物理性质，利用其作为激光工作物质时可直接获得偏振激光。钽铌酸铋属正交或三斜晶系，其中Bi离子的格位对称性为C₁，且有两个对称格位。当掺杂激活离子替代Bi离子的格位时，激活离子将占据C₁对称格位，有利于晶场能级分裂加宽及发光跃迁的宇称禁戒解除，提高发光效率，有望用作荧光和激光材料，在显示、激光技术等领域获得应用。

发明内容

本发明的目的是提供稀土钽酸盐RE_xBi_1-xNb_yTa_1-yO₄发光材料及其熔体法晶体生长方法，获得性能优良的发光材料，有望用于显示和激光技术领域。

为实现上述目的本发明采用的技术方案如下：

钽铌酸铋RE_xBi_1-xNb_yTa_1-yO₄发光材料，其特征在于：化合物分子式可表示为RE_xBi_1-xNb_yTa_1-yO₄，其中：RE代表Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Er、Ho、Tm、Yb、Cr、Ti元素，x、y的取值范围为：0≤x≤0.5，0≤y≤1。

所述的钽铌酸铋RE_xBi_1-xNb_yTa_1-yO₄的熔体法晶体生长方法，其特征在于：

(1)采用RE₂O₃、Nb₂O₅、Ta₂O₅作为原料，按如下化合式进行配料，将其充分混合均匀后，在高温下发生固相反应后获得生长晶体所需的多晶原料：

(2)熔体法晶体生长中存在杂质分凝效应，生长出的晶体成分和配料成分会有差别，但各组分的剂量在所述的化合物分子式指明的范围之内；

(3)原料的压制和烧结，获得晶体生长初始原料：需要对(1)-(2)中配好的原料进行压制和烧结，压制成形；烧结温度在200～1300℃之间，烧结时间为10～72小时；或者压制成形后的原料不经额外烧结而直接用作生长晶体原料；

(4)把晶体生长初始原料放入生长坩埚内，通过加热并充分熔化，获得晶体生长初始熔体；然后采用熔体法晶体生长工艺——提拉法、坩埚下降法、温梯法、热交换法、泡生法、顶部籽晶法、助熔剂晶体生长方法进行生长。

所述的钽铌酸铋RE_xBi_1-xNb_yTa_1-yO₄发光材料的熔体法晶体生长方法，其特征在于，不采用籽晶定向生长，或者采用籽晶定向生长；对于采用籽晶定向生长，籽晶为钽铌酸铋RE_xBi_1-xNb_yTa_1-yO₄单晶，籽晶方向为晶体的[100]、[010]或[001]方向，以及其它任意方向。