[发明专利]一种Ce3+

说明书

本发明公开Ce³⁺‑Mn²⁺共激活的高效近红外荧光粉，化学通式为：(R_xL_yCe_zMn_c){M_aN_b(MnLi)_d}O₁₂，R为Ca²⁺，Sr²⁺，Ba²⁺，Mg²⁺中的一种或多种；L为Y³⁺，La³⁺，Gd³⁺，Sc³⁺，Yb³⁺的一种或多种；M为Si⁴⁺，Ge⁴⁺，Sn⁴⁺，V⁴⁺，Zr⁴⁺的一种或多种；N为Al³⁺，Ga³⁺，Sc³⁺的一种或多种；x，y，z，a，b，c，d是化学计量数，0x2；0y3；0z≤0.5；0a2；0b5；0c≤0.8；0≤d≤0.5且x+y+z+c＝3，a+b+d＝5；本发明制备的荧光粉，热稳定性优良，工艺简单灵活，重复性好，适合工业化推广及大规模生产。

技术领域

本发明属于发光材料领域，具体涉及Ce³⁺-Mn²⁺激活的石榴石结构近红外荧光粉的制备方法与应用。

背景技术

近红外光源在农产品检测，人脸识别，人体组织监测等技术领域展现出了广阔的应用前景。近年来，如何将近红外光谱技术集成到手机等便携式设备中，以实现对食品安全，身体健康的随时检测成为了业界研究的热点。传统的宽带近红外光源主要来自卤钨灯，卤钨灯发射谱带宽，亮度高，但还无法突破功耗高，响应慢，寿命短，体积大等固有缺陷的限制。LED光源具有功耗低，响应快，寿命长，体积小等优点，但LED发光光谱相对较窄(50nm)，需采取多芯片集合的方案来拓宽发光光谱，由于每一个芯片都需要独立的供电电路，成本高且稳定性差。通过LED光源结合宽带近红外荧光粉，即宽带近红外荧光粉转换LED技术(pc-LED)，将完美解决上述问题。因此，开发出可被LED光源有效激发的近红外宽带荧光粉(650-1100nm)，成为该技术方案是否可行的关键要素。

目前，宽带近红外荧光粉的研发，仍主要集中在通过在无机材料中掺杂过渡金属Cr³⁺来实现，其近红外发射源于Cr³⁺的d-d跃迁，但d-d跃迁是禁戒的，吸收弱，转换效率低。因此，在开发高效率近红外荧光粉方面依然没有获得很大突破。

Mn²⁺作为绿光和红光的发射中心较为常见，源于Mn²⁺的d-d禁戒跃迁。Mn²⁺可以借助Ce³⁺的f-d允许的电偶极跃迁和Ce³⁺→Mn²⁺的能量传递来实现高效发射。长久以来，围绕Ce³⁺-Mn²⁺能量传递的研究，大都是在探讨其在LED照明领域的应用，为了增强白光LED中的红光成分。但，尤其是在石榴石结构中，专门把Mn²⁺作为近红外发光中心加以开发与利用，还没有相关研究报道。

发明内容

鉴于以上研究及发展现状，本发明提供一种Ce³⁺-Mn²⁺共激活的高效近红外荧光粉及制备方法与应用。所开发的近红外荧光粉，物理化学性质稳定，制作方法简单，重复性好，量子效率高，可被蓝光芯片有效激发。

本发明至少是通过以下技术方案之一来实现上述发明目的。