[发明专利]一种具有红光定向发射性能的镱/铥离子共掺六方相氟钇化钠微米晶体

说明书

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种具有红光定向发射性能的镱/铥离子共掺六方相氟钇化钠微米晶体。

背景技术

三价稀土离子掺杂上转换荧光材料由于其独有的物理特性吸引了世界范围内的科学家关注，尤其在光学方面，其独特的电子构型和丰富的能级结构赋予了它具有谱线锐利、发射带丰富、背景荧光低和荧光寿命长等诸多优点。随着科学技术的发展，稀土发光材料广泛的应用在太阳能电池、固体激光器、生物医学、3D成像和红外线防伪等众多领域，掀起了全球范围内的研究热潮。目前，研究者们已经成功地制备出了各种各样形貌的稀土发光材料，如柱形、球形、六角盘形、哑铃形以及core-shell核壳结构等等。这些不同形貌发光材料的制备方法反应条件剧烈，更重要的是实验过程繁琐，不能一步合成所需要形貌的稀土发光材料。水热合成方法相比之下是一种较为简单、温和、快捷的方法，例如：高当丽等人采用氟化铵作为氟源采用水热法合成的β-NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺棒状微米晶体(Dangli Gao,Xiangyu Zhang,and Wei Gao,ACS Appl.MatTm.IntTmfaces,2013,5,9732-9739)、张宏等人采用水热法在弱酸的环境下合成了β-NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺六角盘状微米晶体(Junwei Zhao,Yajuan Sun,Xianggui Kong,Lijin Tian,Yu Wang,Langping Tu,Jialong Zhao,and Hong Zhang,J.Phys.Chem.B,2008,112,15666-15672)，这两种形貌的β-NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺微米晶体均具有很好的荧光特性，可以应用在传感、太阳能电池、生物成像等领域，但这两种微米晶体均不能实现单色荧光的定向发射，且荧光发射图像不会随激发光位置的变化而显著变化，因此大大限制了其进一步应用和发展，如：由于它不能实现单色光的定向发射，所以限制了它在激光器中的应用，而在生物成像的应用方面，它不能够精准控制激发光位置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有红光定向发射性能的镱/铥离子共掺六方相氟钇化钠微米晶体。

解决上述技术问题所采用的技术方案是该晶体由下述方法制备而成：

将柠檬酸钠溶于去离子水中，然后依次加入0.2mol/L Y(NO₃)₃水溶液、0.2mol/L Yb(NO₃)₃水溶液和0.2mol/L Tm(NO₃)₃水溶液，室温搅拌20～40分钟，然后滴加1mol/L的氟化钠水溶液，继续搅拌15～30分钟，用氨水调节pH值至9～11，所得混合液转入聚四氟乙烯内衬的高压反应釜内。在180～220℃下水热反应18～24小时，冷却至室温，离心、洗涤、干燥，得到具有红光定向发射性能的镱/铥离子共掺六方相氟钇化钠微米晶体，其中Tm(NO₃)₃、Yb(NO₃)₃、Y(NO₃)₃、柠檬酸钠、氟化钠的摩尔比为1:9～11:37～40:73～95:900～1100。

本发明具有红光定向发射性能的镱/铥离子共掺六方相氟钇化钠微米晶体优选由下述方法制备而成：

将柠檬酸钠溶于去离子水中，然后依次加入0.2mol/L Y(NO₃)₃水溶液、0.2mol/L Yb(NO₃)₃水溶液和0.2mol/L Tm(NO₃)₃水溶液，室温搅拌30分钟，然后滴加1mol/L的氟化钠水溶液，继续搅拌20分钟，用氨水调节pH值至10，所得混合液转入聚四氟乙烯内衬的高压反应釜内，在200℃下水热反应24小时，冷却至室温，离心、洗涤、干燥，得到具有红光定向发射性能的镱/铥离子共掺六方相氟钇化钠微米晶体。