[发明专利]一种稀土离子掺杂的SrBr2微晶玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土离子掺杂的微晶玻璃，尤其是涉及一种用作上转换发光材料的稀土离子掺杂的SrBr₂微晶玻璃及其制备方法。

背景技术

稀土离子的上转换发光是指当采用波长较长的激发光照射掺杂稀土离子的样品时，发射出波长小于激发光波长的光的现象。紫蓝绿波段的上转换激光器在高密度光存储，彩色激光显示，海洋水色和海资源探测等诸多方面有良好的应用前景。要提高上转换发光的效率需降低基质材料的声子能量，这主要是因为较低的声子能量可降低无辐射驰豫几率的发生，提高稀土离子中间亚稳态能级的荧光寿命，可有效的提高上转换发光的效率。SrBr₂晶体具有比氟化物更低的声子能量，更适合作为稀土掺杂的上转换发光基质，稀土离子掺杂的SrBr₂晶体具有比稀土离子掺杂的氟化物晶体更高的上转换效率，但SrBr₂晶体易吸湿、需要特殊处理和储存、难以制备、化学稳定性和机械强度较差等缺点影响了其实际应用。

透明微晶玻璃是一种兼有晶体和玻璃优点的新型光电子材料。目前溴化物透明微晶玻璃主要用作闪烁发光材料，其掺杂激活剂为Ce³⁺、Eu³⁺、Tb³⁺、Pr³⁺和Nd³⁺等离子，如公开号为CN103951222，名称为“稀土离子掺杂的SrBr₂微晶玻璃及其制备方法”的发明专利申请公开了一种微晶相为SrBr₂、玻璃相为P₂O₅与B₂O₃为主的微晶玻璃，采用熔体急冷法和后续热处理制备，具有较好的闪烁性能。但是目前还没有三价稀土离子Yb³⁺、Er³⁺和Tm³⁺掺杂的SrBr₂微晶玻璃用于上转换发光材料的公开报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种声子能量低、无辐射跃迁几率小、上转换量子效率高、抗潮解、机械性能好、上转换发光很强的稀土离子掺杂SrBr₂微晶玻璃及其制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种稀土离子掺杂的SrBr₂微晶玻璃，其摩尔百分比组成为：SiO₂80～89.9mol％、SrBr₂10～15mol％、LnBr₃0.1～5mol％，其中LnBr₃为YbBr₃、ErBr₃和TmBr₃中的至少一种。

该微晶玻璃摩尔百分比组成为：SiO₂80mol％、SrBr₂15mol％、ErBr₃0.1mol％、TmBr₃0.1mol％、YbBr₃4.8mol％。

该微晶玻璃摩尔百分比组成为：SiO₂80.5mol％、SrBr₂15mol％、TmBr₃0.5mol％、YbBr₃4mol％。

该微晶玻璃摩尔百分比组成为：SiO₂89.9mol％、SrBr₂10mol％、ErBr₃0.1mol％。

所述的稀土离子掺杂的SrBr₂微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：