[发明专利]新型上转换发光材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种新型上转换发光材料及其制备方法，该发光材料具有冰晶石结构，其发光纯度高，发光性能及化学性能稳定，发光效率得到有效提高，在980nm红外光激发下，可以发射出强度较高的蓝色光，另外，本发明中的制备操作简单易行，制备的上转换发光材料对环境无污染，适合作为高效、经济的上转换发光材料。

技术领域

本发明属于无机发光材料技术领域，具体涉及一种以K₃YF₆为基质的上转换发光材料及其制备方法。

背景技术

上转换发光是通过逐级能量传递作用，将两个或两个以上低能量长波长的近红外光子转化成一个高能量短波长的近紫外或可见光光子的过程。近些年来，由于上转换发光材料可以将近红外光转化为可见光甚至是近紫外光而备受关注。上转换材料主要为掺杂稀土元素的固体化合物，因为稀土元素独特的电子层结构和优异的光电磁特性，使其掺杂的发光材料可以广泛应用于固态激光器、三维立体显示、太阳能电池、生物标记、光学温度传感等领域。

虽然上转换发光材料在控制合成、发光机制研究以及荧光调控输出等方面的研究均已趋于完善，但是发光效率低仍然是制约上转换发光材料应用的瓶颈问题。因此调控增强上转换发光成为当下亟待解决的问题。为了解决上转换发光效率低的问题，广大科研工作者提出了选择合适的宿主基质来增强上转换发光，不同的基质在配位数、声子能量、物理与化学稳定性等方面都存在巨大的差异，而这些差异将直接影响发光材料的发光性能。当前研究最多的上转换基质材料有四个体系：氟化物体系、卤化物体系(氟化物以外)、氧化物体系和含硫化合物体系。其中卤化物体系(氟化物以外)、氧化物体系和含硫化合物体系这些基质易潮解，且声子能量高，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。而现有的氟化物体系的上转换发光材料的发光效率、发光强度和发光纯度仍有待提高。

因此，需要制备出一种制备工艺简单、原料易得、工艺简单及发光性能优良的上转换发光材料，以满足目前工业发展的需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，发现：一种以氟化物体系为基质材料，以Yb³⁺为敏化剂的上转换发光材料，其晶体结构独特，化学稳定性好，发光效率高，能够发出单色性良好的蓝光，原材料来源广泛、制备工艺简单，能够作为新型、高效、经济的上转换发光基质材料，从而完成本发明。

本发明的目的之一在于提供一种新型上转换发光材料，所述上转换发光材料以氟化物为基质，以Yb³⁺为敏化剂。

所述上转换发光材料还包含激活剂掺杂离子A，所述激活剂掺杂离子A选自三价稀土金属离子，优选选自Er³⁺、Tm³⁺或Nd³⁺，更优选为Tm³⁺。

优选地，所述氟化物基质材料为K₃YF₆。

所述上转换发光材料的化学组成为K₃Y_(1-x-y)F₆:xA,yYb³⁺，其中，x为0.001～0.20，优选为0.002～0.15，更优选为0.005～0.09；y为0.01～0.40，优选为0.03～0.35，更优选为0.05～0.25。

优选地，所述上转换发光材料化学组成K₃Y_(1-x-y)F₆:xA,y Yb³⁺中，x为0.01，y为0.15。

所述新型上转换发光材料由以下方法制备得到：

步骤1、对原料进行预处理，得到混合料；

步骤2、煅烧混合料，得到中间料；

步骤3、研磨中间料，得到新型上转换发光材料。