[发明专利]一种发光材料

说明书

技术领域

本发明属于发光材料领域，特别涉及一种上转换发光材料。  

背景技术

上转换发光材料对基质材料的选取也有很高的要求。尽管通过增大泵浦激光功率，稀土离子在很多材料中都可以实现上转换发光，但是因为相同激活剂离子在不同基质材料中的发光强度差别非常大，最大相差8个数量级，所以为了得到真正满足实际应用的上转换发光材料，必须选择适当的基质材料。前人的大量研究结果表明，理想的上转换发光基质材料应具有与掺杂离子相匹配的晶格。Y³⁺、La³⁺、Gd³⁺、Lu³⁺由于具有与上述激活剂和敏化剂离子相似的离子半径和化学特性，因而它们的无机化合物大多是合适的上转换发光基质材料。另外，碱土金属离子(Ca²⁺、Sr²⁺和Ba²⁺)和一些过渡金属离子(如Zn²⁺、Zr⁴⁺和Ti⁴⁺)也具有与稀土离子相近的离子半径。因此，含有这些离子的无机化合物也常常被用作上转换发光的基质材料。为了使影响上转换效率的非辐射弛豫最小，理想的上转换发光基质材料还应该具有较低的声子能。氟化物、氟氧化物、硫氧化物和部分氧化物含氧酸盐由于声子能较低且化学性质稳定是不错的选择。目前绝大多数的上转换发光材料是以这五类材料为基质的。虽然，氯化物、嗅化物和碘化物具有更低的声子能(小于300cm^-1)，或者说可以输出更高效的上转换发光，但易潮解的性质限制了它们的实际应用。因此，到目前为止，相关的研究报导并不多见。另外，理想的基质材料在可见波段应该是光学透明的，这一点对于得到高效的上转换发光也是至关重要的。 

发明内容

本发明提供一种发光材料，为二氧化硅/氨基硅烷包覆La₂0₃:Yb³⁺，Ho ³⁺纳米粒子白光上转换发光粉。 

附图说明

图1 La-Y-H/S-N2在单一980nmLD泵浦下的上转换光谱。 

具体实施方式

本发明根据均匀沉淀法制备产物的特殊生长机制，通过缩短反应的熟化时间成功制备了40nln的良好分散La₂O₃纳米粒子。典型地，首先按照化学计量比准确地量取一定量的La(N0₃)₃，Yb(N0₃)₃和Ho(N0₃)₃储备液，之后用水稀释到800mL，所得溶液浓度为0.02mol/L。同样地，配备了等体积的尿素水溶液(6M)。将上述溶液混合并加热到83℃熟化9min。随后，快速冷却到室温。经水和乙醇分别洗涤三次后，将所得产物于400℃干燥12h。最后，800℃焙烧lh，得到La₂0₃:Yb³⁺，Ho³⁺上转换纳米晶(L-Y-H)。 

PVP辅助一步氨化法制备二氧化硅/氨基硅烷包覆La₂0₃:Yb³⁺，Ho³⁺纳米粒子。PVP辅助一步氨化法用于制备二氧化硅/氨基硅烷包覆单个La₂0 ₃:Yb³⁺，Ho³⁺纳米粒子。典型地，0.06g L-Y-H粉末分散到50ml含PVP(0.3g)、水(5ml)和氨水(4ml)的乙醇中。室温下磁力搅拌该溶液，并将30ml含TEOS(0.04ml)的乙醇溶液加入其中。3h后，加入20ml含APES(0.04ml)的乙醇溶液继续反应lh。之后，离心分离收集产物(L-Y-H/S-N2)并重新分散到无水乙醇中。 

图1给出了样品L-Y-H/S-N2在980nmLD泵浦下的上转换光谱。如图1所示，在可见光区域有两个发射带:(i)548nm的绿光，源自Ho³⁺的⁵F₄/⁵S₂→ ⁵I₈跃迁;(il)666nm的红光，源自Ho³⁺的⁵F₅→⁵I₈跃迁。本发明中的产物粒子尺寸是纳米级的。众所周之，随着粒子尺寸减小到纳米量级，由于更多的掺杂离子位于粒子表面并受到更大程度的表面缺陷的影响，因此，高能激发态到较低激发态的无辐射驰豫几率更高。另一方面，I_G/I_R反比于HO³⁺⁵I₆到⁵I₇的无辐射驰豫几率。