[发明专利]一种Cr3+

说明书

本发明公开了一种Cr³⁺掺杂的锂铟锗酸盐近红外发光材料及其制备方法，属于近红外发光材料技术领域。其化学通式为：LiIn_1‑x‑yM_yGe₂O₆：xCr³⁺，其中:M为Sc、Ga元素中的一种或多种，0.01mol%≤x≤20mol%，0≤y≤0.5。所述的近红外发光材料中，LiIn_1‑x‑yM_yGe₂O₆：xCr³⁺属于斜方晶系，具有与LiInGe₂O₆相同类型空间晶体结构。本发明材料激发光谱较宽，激发波长在250‑850 nm范围内，包括紫外不可见以及可见波长范围，其发射波长范围为700‑1200 nm。该发明与蓝光LED芯片匹配可制用于造宽谱近红外光源，应用于植物照明、生物探针等领域。本发明制备工艺简单，原料价格低廉，易于合成。

技术领域

本发明涉及一种近红外宽谱发光材料的制备及应用方法，属于近红外发光材料技术领域，所述的近红外发光材料可以应用于生物活体成像、分子探针及军事领域等。

背景技术

近红外光是指波长范围在780-1400nm的部分不可见光，其介于电磁光谱的可见光区与中红外区之间。基于近红外发光材料的广泛研究和发展，近红外光谱分析技术成为近年来发展最快的法分析技术之一。根据近红外发光材料不同的发射波段将其应用于不同的场景，例如：位于第一生物窗口(650-950nm)的近红外发射光谱。因对生物组织穿透性强，基本不被生物组织所吸收，经常用作生物探针进行生物成像；对于食品加工业而言，近红外分析技术可以对食品进行无损检测分析，还可以对混合物进行成分分析、含量分析等。因此，近红外分析技术对于食品检测而言是非常理想的实时检测手段。

获得近红外发光材料需要选择合适的基质与激活剂，对于激活剂的选择，近些年人们的目光主要聚焦于过渡金属离子，由于过渡金属离子的电子轨道最外层的3d电子层内部，对外界晶体场环境变化十分敏感，所以对于不同的晶体场环境会展现出不同的发射光谱。Cr³⁺对于获得近红外宽谱发射材料是理想的激活离子。近红外发射光谱主要来源于Cr³⁺的⁴A_2g→⁴T_2g的宽谱发射和²T_1g/²E_g→⁴A_2g的窄带发射，在实例中以哪种方式取决于Cr³⁺所处位置晶体场强度。目前已发现的近红外发光材料主要存在发光效率不高，发射范围较窄等问题，因此寻求效率高，发射范围宽的近红外发光材料具有重要意义以及应用前景。

发明内容

为了克服现有近红外发光材料上的不足，本发明的目的是提供一种Cr³⁺掺杂的具有LiInGe₂O₆晶体结构类型的锂铟锗酸盐宽谱发光材料，其发射波长范围宽，化学稳定性高，为相关应用领域提供一个更好的发光材料选择。

本发明的另一目的是在于提供上述Cr³⁺掺杂的宽带发射近红外材料的制备方法，易于大规模技术推广与量产。

一种Cr³⁺掺杂的近红外宽谱锂铟锗酸盐发光材料，其特征在于化学式为LiIn_1-x-yM_yGe₂O₆：xCr³⁺，其中:M为Sc、Ga元素中的一种或多种，0.01mol％≤x≤20mol％，0≤y≤0.5。