[发明专利]一种在钨酸钇材料中掺杂离子改善其发光性能的方法

说明书

技术领域

本发明提供一种在钨酸钇(Y₂WO₆)材料中掺杂离子改善其发光性能的方法，特别涉及一种在Y₂WO₆自激活发光材料中通过掺杂离子改善其近紫外可见长波激发带和近红外发射的方法，属于自激活发光材料技术领域。

背景技术

白色发光二极管由于效率高、寿命长、响应快、安全、环保等优点，被誉为继白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯之后的“第四代照明光源”。而用于照明的光全部来自荧光材料，因而要求荧光材料的激发光谱与发光二极管的发射光谱相匹配，这样可以获得较高的光转换效率。这样，白光二极管所用荧光粉的制备及其发光性能的研究就成为半导体照明领域的一个热点。

钨酸盐是不需向其中掺入其它激活剂或者敏化剂就能发光的自激活材料。在近紫外、X射线及阴极射线激发下，它们即可呈现出高效的发光，本征发光覆盖可见光区域很宽的波段，且发光光谱稳定，很适合做荧光粉的基质材料。本课题组已经利用高温固相法制备出Y₂WO₆样品，发现单斜相的Y₂WO₆在近紫外光激发下能够发射黄绿色发光，其激发光谱有三个吸收峰，分别在280nm、310nm和340nm，发光来源于W-O之间的电荷转移跃迁，是Y₂WO₆的本征发光。将此材料的发光性能改善作为目标，本课题组也已经通过钐掺杂Y₂WO₆得到高显色指数的白色发光。但是，该材料除了本征发光外，还存在氧空位导致的发光，并且煅烧气氛和温度对氧空位浓度有很大的影响，所以它的发光性能明显依赖于制备工艺。我们通过第一性原理计算初步研究了Y₂WO₆的激发和发射机理，发现在煅烧时的氧分压和温度对钨的配位数即氧空位浓度，晶体结构以及电子结构特性等产生重要影响，同时通过计算初步确定了钨的五配位氧即低浓度氧空位对340nm近紫外激发光谱带起决定作用，而氧空位对制备环境的敏感依赖会导致制备条件的苛刻要求和样品的重复性差，也就使得纯的Y₂WO₆样品重复性差，这就不得不使我们再寻求其他的方法来解决这一问题。因此我们采用对环境不敏感的方法，通过掺杂离子来调制钨的氧配位分布进而提高发光性能，特别是340nm长波紫外光激发时的发光强度，同时还增加了高强度的近红外发射以及紫外可见长波激发带。

发明内容

1、目的：本发明的目的在于提供一种在钨酸钇材料中掺杂离子改善其发光性能的方法，特别是在钨酸钇发光材料中通过掺杂离子，提高340nm长波激发带的强度、增强长波激发下的发射强度，同时，通过掺杂使其在近红外宽波段内出现较强的发射以及近紫外可见区域出现一系列新的激发带。

2、本发明的技术解决方案：利用非发光离子如镧(La³⁺)，锆(Zr⁴⁺)等掺杂Y₂WO₆，其化学式为：xLa³⁺:Y_2-xWO₆或者xZr⁴⁺:Y_2-xWO₆，其中x＝0.01～0.06，从而来提高Y₂WO₆近紫外340nm长波激发带的发光强度，并获得多个新的紫外可见激发带(378nm，489nm，519nm，521nm，532nm，575nm和592nm)。在紫外可见激发下，掺杂Y₂WO₆的样品在波长200nm～650nm，1030～1130nm和1444～1660nm范围内有强的可见以及近红外光发射。

综上所述，本发明一种在钨酸钇材料中掺杂离子改善其发光性能的方法，该方法具体包括如下步骤：