[发明专利]具有可逆调控性能的共生层状钙钛矿材料及制备方法

说明书

一种具有可逆调控性能的共生层状钙钛矿材料及制备方法。材料的化学式为SrBi_7.8‑xEr_xYb_0.2Ti₇O₂₇，其中，x＝0，0.01，0.05，0.1或0.15。制备方法是以Bi₂O₃、SrCO₃、Er₂O₃、Yb₂O₃和TiO₂作为原料，按化学配比进行混合研磨，经高温固相反应法而合成。本发明优点：SrBi_7.8‑xEr_xYb_0.2Ti₇O₂₇陶瓷材料在近紫外光(405nm)辐照下具有明显的变色效应，材料颜色从浅黄色变为灰黑色。同时，陶瓷材料具有近红外光(980nm)激发的上转换发光，且材料的上转换发光强度在近紫外光(405nm)和热退火激励下形成可逆调控，而且响应迅速，重复性好。SrBi_7.8‑xEr_xYb_0.2Ti₇O₂₇材料未来可用于光开关、光学存储、安全防伪等领域。

技术领域

本发明属于光调控材料技术领域，具体涉及一种具有可逆调控性能的共生层状钙钛矿材料及制备方法。

背景技术

材料物化性能的有效调控对开发高效电子元器件具有重要意义。光致变色是指材料受到特定光源激发后能够发生颜色变化的一种现象。以往对于光致变色材料的研究主要集中于有机物，对无机光致变色材料的研究相对较少，而无机光致变色材料的性能也不是太理想，限制了该类材料的实际应用，这就需要科研工作者开发新的无机光致光色材料。

上转换发光是在两个或者多个低能量光子激发下辐射一个高能量光子的过程。上转换发光材料在环境科学、电子工业、生物医学、农业生产等重要领域具有广泛应用。上转换发光性能的有效调控是当前科研工作者关注的重要方向之一。然而，以往上转换发光调控通常通过非可逆化学途径开展。为了适应新型光电器件的发展和需求，需科研工作者设计开发具有可逆调控发光性能的上转换材料。

若能发明一种稀土掺杂共生层状钙钛矿材料，同时实现光致变色和上转换发光性能的可逆调控，无疑具有重要意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有可逆调控性能的共生层状钙钛矿材料及制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供的具有可逆调控性能的共生层状钙钛矿材料是化学式为SrBi_7.8-xEr_xYb_0.2Ti₇O₂₇的陶瓷材料，其中，x＝0，0.01，0.05，0.1或0.15。

本发明提供的具有可逆调控性能的共生层状钙钛矿材料的制备方法是：以SrCO₃、Bi₂O₃、Er₂O₃、Yb₂O₃和TiO₂作为原料，按比例混合后，利用乙醇作为溶剂在球磨机中进行研磨，之后将混合均匀的粉末进行干燥，于1100℃下预烧；然后将预烧的粉末重新研磨后利用压片机压成片状，在1200℃下烧结，冷却到室温后，经碳化硅表面抛光减薄，最终获得SrBi_7.8-xEr_xYb_0.2Ti₇O₂₇的陶瓷材料。

所述的SrCO₃、Bi₂O₃、Er₂O₃、Yb₂O₃和TiO₂的质量比如下：