[发明专利]一种Mn4+掺杂氟化物单晶红光材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料，其特征在于，为单晶体材料，晶体粒径为0.01~50 mm，化学式为A₂M_1-xF₆:_xMn⁴⁺、A₃T_1-xF₆:_xMn⁴⁺或BM_1-xF₆:_xMn⁴⁺，其中，A为Li、Na、K、Rb、Cs和NH₄中的一种或一种以上的组合，B为Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的一种或一种以上的组合，M为Si、Ge、Sn、Ti、Zr和Hf中的一种或一种以上的组合，N为Al、Ga、In、Bi、稀土元素中的一种或一种以上的组合；x为掺杂Mn⁴⁺离子相对M、T离子所占的摩尔百分比系数，0 < x < 1.0；

所述Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料能被蓝光LED芯片有效激发，在420~490 nm波长的蓝光照射下，激发产生最强发射峰位于波长620~640 nm的红光。

2.制备权利要求1所述的一种Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料的方法，其特征在于，包括液相挥发法、降温法或水热法。

3.根据权利要求2所述的一种Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料的制备方法，其特征在于，采用液相挥发法制备Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料，具体包括如下步骤：

按Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料的化学式计量比，将含M或T元素的化合物溶于氢氟酸溶液中，加入AMnO₄高锰酸盐或A₂MnF₆氟锰酸盐进行反应，再加入含A或B元素的化合物，最后加入溶剂进行溶解，将得到的混合溶液置于通风厨中缓慢挥发1小时以上，除去溶剂，得到的晶体经过洗涤、干燥，得到所述Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料。

4.根据权利要求2所述的一种Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料的制备方法，其特征在于，采用降温法制备Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料，具体包括如下步骤：

按Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料的化学式计量比，将含M或T元素的化合物溶于氢氟酸溶液中，加入AMnO₄高锰酸盐或A₂MnF₆氟锰酸盐进行反应，再加入含A或B元素的化合物，最后加入溶剂进行溶解，将得到的混合溶液缓慢降温，降温结束后过滤，将得到的晶体经过洗涤、干燥，得到所述Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料。

5.根据权利要求4所述的一种Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料的制备方法，其特征在于，所述缓慢降温的方式包括置于温度为-40~100℃的水浴锅中进行降温；所述缓慢降温是以0.01~10℃/min的速率降温至-40~100℃。

6.根据权利要求2所述的一种Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料的制备方法，其特征在于，采用水热法制备Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料，具体包括如下步骤：

按Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料的化学式计量比，将含M或T元素的化合物溶于氢氟酸溶液中，加入AMnO₄高锰酸盐或A₂MnF₆氟锰酸盐进行反应，再加入含A或B元素的化合物，最后加入溶剂进行溶解，将得到的混合溶液置于特氟龙内衬不锈钢反应釜中进行水热反应，反应结束后过滤，将得到的晶体经过洗涤、干燥，得到所述Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料。

7.根据权利要求6所述的一种Mn⁴⁺掺杂氟化物单晶红光材料的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为100~300℃，时间为0.5~48 h。