[发明专利]一种铝酸盐基高热稳定性的绿色上转换发光材料及其制备方法

说明书

本发明属于无机发光材料技术领域，具体涉及近红外光激发的一种铝酸盐基高热稳定性的绿色上转换发光材料及其制备方法。本发明采用高温固相法制备Er³⁺/Yb³⁺共掺杂铝酸钙钆，将高纯的CaCO₃、Al₂O₃、Gd₂O₃、Er₂O₃和Yb₂O₃原料按比例混合均为后，烧结得到Er³⁺/Yb³⁺共掺杂铝酸钙钆发光材料。该发光材料在980nm近红外光激发下产生520‑550nm左右的绿光发射，且上转换发光热稳定性高。本发明涉及的发光材料对环境友好，成本低，可广泛应用于防伪材料、太阳能电池、三维显示等领域。

技术领域

本发明属于无机发光材料技术领域，具体涉及一种铝酸盐基高热稳定性的绿色上转换发光材料及其制备方法。

背景技术

稀土离子掺杂的上转换发光材料把人眼不可见的近红外光转换成人们可以看到的可见光，具有斯托克斯位移大，不受背景光的干扰的优点，可广泛应用于三维显示、激光防伪、生物成像、生物检测、药物载体和新型癌症光动力学治疗等方面。目前大多数高效率上转换发光材料都采用声子能量低的氟化物、硫化物和卤化物等基质，但是这些基质的热稳定性较差，易潮解，且不耐辐射，制备工艺也复杂，从而在一定程度上限制了上转换发光材料在很多特殊领域的推广应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明目的是制备一种热稳定性好能够实现近红外激发的钙钆铝酸绿色上转换发光材料，该发光材料在近红外光激发下发出窄带绿光。

在可见光范围内，Er³⁺离子有²H_11/2/⁴S_3/2→⁴I_15/2跃迁(530nm和550nm附近)产生的绿光和⁴F_9/2→⁴I_15/2跃迁(660nm附近)产生的红光两个发射带。

本发明采用CaGdAl₃O₇作为掺杂的基质材料。其化学稳定性及热稳定性比氟化物优异，而且CaGdAl₃O₇中,Gd³⁺和Ca²⁺在同一个格位上交替分布，可被稀土离子有效取代而不产生杂质相，且能够实现高浓度的Er³⁺，Yb³⁺离子掺杂，不产生浓度猝灭，很适合做发光材料的基质。

本发明采用高温固相法制备。本发明制备方法的具体步骤如下：

(1)称量高纯Er₂O₃、Yb₂O₃、Al₂O₃、Gd₂O₃和CaCO₃原料，置于玛瑙研钵中，用无水乙醇做分散剂研磨，研磨是原料充分混合后烘干；

(2)将烘干后的原料在900℃预烧3小时，再研磨1小时；

(3)将混合充分的原料在空气气氛下1300℃煅烧6小时；

(4)研磨后，获得近红外光激发的Er³⁺/Yb³⁺共掺CaGdAl₃O₇上转换发光材料(CaGdAl₃O₇:Er³⁺,Yb³⁺)

本发明的有益效果是：