[发明专利]一种上转换率可控的AB2

说明书

本发明提供一种上转换率可控的AB₂O₄基上转换发光材料及其制备方法和应用。所涉及上转换发光材料Zn(Al_xGa_1‑x)₂O₄:Yb³⁺,Er³⁺具有良好的发光强度，所发荧光均为肉眼可见。同时，上转换发光材料可以通过控制Al³⁺离子的掺杂量，实现发光材料上转换率不同程度的提高，在Zn(Al_0.5Ga_0.5)_1.96O₄:Yb_0.035³⁺,Er_0,005³⁺达到最高。这种通过控制B位离子的掺杂，提高上转换率的方法，可以直接有效地增加材料吸收能量的利用率，增加上转换发光强度，提高材料在防伪材料、荧光漆、发光染料等领域的可实现性。因此本发明提供的提高AB₂O₄基上转换发光材料极具实际应用之价值。

技术领域

本发明属于材料科学技术领域，具体涉及在近红外光范围内激发后可在可见光范围实现发光的AB₂O₄基上转换发光材料，特别涉及一种以Zn(Al_xGa_1-x)₂O₄(ZAGO)为基体，以Yb³⁺,Er³⁺为掺杂离子的上转换率可控的上转换发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

上转换发光，是指材料吸收两个或多个长波长光子(通常为近红外或红外光)，发射出短波长光子(通常为可见光或紫外光)的过程，是一种非线性过程。上转换过程的一个显著特点是吸收的光子能量远远低于所发射的光子能量，因此也被称为反斯托克斯发光。与下转换发光相比，上转换发光的泵浦光源更经济稳定，而且可以有效地避免下转换发光光源产生的杂散光。近年来，由于上转换发光材料在显示器、发光二极管、固态光源、生物检测等方面的潜在应用，上转换发光材料的合成及其性能都受到了广泛的关注。

稀土离子由于具备特别的能级结构，常用做上转换发光材料的掺杂离子，如三价镱离子(Yb³⁺)、三价铒离子(Er³⁺)、三价铥离子(Tm³⁺)、三价钬离子(Ho³⁺)等。其中，Yb³⁺能级简单，能量吸收率高，通常被用做敏化剂。而Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺等能级丰富，荧光寿命长，发光谱线窄，被用做激活剂。通常，Yb-Er共掺杂的上转换材料，在980nm的近红外光激发下，通常会产生520nm与550nm的绿光发射，以及660nm左右的红光发射，如：NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺，Y₂O₃:Yb³⁺,Er³⁺，YVO₄:Yb³⁺,Er³⁺，KMnF₃:Yb³⁺,Er³⁺等等。