[发明专利]一种以CaIn2O4为基质的上转换发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于物理学中的发光材料技术领域，具体涉及一种以CaIn₂O₄为基质的上转换发光材料及其制备方法。

背景技术

上转换发光材料是一种在红外光激发下发射可见光的材料，它在短波长固态激光器，红外激光探测等器件中起了十分重要的作用，因此制备性能良好的上转换发光材料有着十分重大的意义。

传统的上转换发光材料基本都是以氟化物或者氟氧化物作为基质，如ZL200710009067.1专利公开了稀土离子掺杂NaYF₄为基质具光色可调性的上转换荧光粉及其制备方法，其提供的上转换荧光粉存在吸湿性强、化学稳定性差、机械强度差和不易制备的缺点，大大限制了其实际应用效果。其常用的制备方法为水热法，如ZL200710144828.4公开了NaYF4为基质的红色上转换荧光粉的水热法制备,其具有合成温度低、产物纯度高等优点，但其反应过程是在高压下进行，而且合成成本较高，此种方法不易于大量生产。

发明内容

本发明目的在于提供一种稳定性高、发光性能好的稀土离子掺杂的以CaIn₂O₄为基质的新型上转换发光材料。

本发明所提供的发光材料的结构式为：CaIn_2x-y-z(Yb_xM_yN_z)O₄,其中：M为Er，Ho，Tm，Pr或Nd,N为Er，Ho，Tm，Pr或Nd，且M与N不同；0≤x≤0.3，0≤y≤0.05，0≤z≤0.05，且y和z不能同时为O。

进一步地，所述发光材料的结构式为：CaIn_2-x-y(Yb_xEr_y)O₄，其中：0≤x≤0.3，0＜y≤0.05。

进一步地，所述发光材料的结构式为：CaIn_2-x-y(Yb_xHo_y)O₄，其中：0≤x≤0.3，0＜y≤0.05。

进一步地，所述发光材料的结构式为：CaIn_2-x-y(Yb_xNd_y)O₄，其中：0≤x≤0.3，0＜y≤0.05。

进一步地，所述发光材料的结构式为：CaIn_2-x-y(Yb_xTmy)O₄，其中：0≤x≤0.3，0＜y≤0.05。

进一步地，所述发光材料的结构式为：CaIn_2-x-y(Yb_xPr_y)O₄，其中：0≤x≤0.3，0＜y≤0.05。

进一步地，所述发光材料的结构式为：CaIn_2-x-y-z(Yb_xEr_yTm_z)O₄，其中：0≤x≤0.3，0＜y≤0.05，0＜z≤0.05。

本发明的CaIn₂O₄基质的上转换发光材料基质的声子能低、物理和化学性质稳定。

对于不同体系，通过调节配方（x，y，z值）可得到橘红、绿、蓝和白光几种可见光发射。

上述配方的CaIn_2-x-y(Yb_xEr_y)O₄体系的上转换发光材料在980nm激光的激发下可以产生507～530nm和530～580nm波段绿光发射和630～695nm波段红光发射；

CaIn_2-x-y(Yb_xHo_y)O₄体系的上转换发光材料在980nm激光的激发下可产生525～565nm波段强绿光发射和640～670nm波段弱红光发射；

CaIn_2-x-y(Yb_xNd_y)O₄体系的上转换发光材料在980nm激光的激发下可产生525～565nm波段强绿光、470～495nm波段蓝光区、595～610nm波段橘红光区和645～665nm波段红光区有弱光的发射；