[发明专利]一类稀土基卤化物钙钛矿材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一类稀土基卤化物钙钛矿材料，其化学组成满足：A_aA’_a’R_bR’_b’R”_b”X_cX’_c’，其中A和A’分别选自Li,Na,K,Rb,Cs,Cu,Ag,Au,Hg和Tl；R,R’和R”分别选自Al,Mg,Ca,Sr,Ba,Zn,Cd,Sn,Mn,Fe,Co,Ni,Cr,Ir,Cu,Ru,Ti,Tl,In,Ga,Sb,Bi,Nb,Ta,V,Zr,W,Mo,W,Re,Sc,Y等；X和X’分别选自F,Cl,Br,I。这类材料在光学领域等方面表现出优异的性能。还公开了该材料的制备方法及该材料的应用。

技术领域

本发明属于光学功能材料技术领域，具体涉及一类稀土基卤化物钙钛矿材料；本发明还涉及这一类稀土基卤化物钙钛矿材料的制备方法和该类材料的应用。

背景技术

我国有着丰富的稀土资源，我国的稀土储量位居世界第一，占世界稀土储量的四分之一。稀土由十七种元素构成，包括钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Er)、钬(Ho)、饵(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)和镥(Lu)。稀土作为一类特殊的元素，其拥有丰富的价态(如正二价、三价及四价)和电子结构，这些基本的化学特征赋予稀土元素丰富的光学、电学及磁学性能。但想要将这些优异的性能用于器件或实际生活中，需要设计出理想的含有特定功能稀土元素的新材料。在过去的几十年里，钙钛矿材料被广泛的应用做光学功能材料、探测射线的闪烁体材料及电子学相关材料等，特别是最近几年，稀土钙钛矿材料科被用做固态电解质材料。无论是过去还是现在，甚至是将来，开发稀土基新型功能材料都非常重要。

鉴于此，提出本发明申请，并公布一类稀土基卤化物钙钛矿材料及其制备与应用，这类材料具有在发光领域，高性能闪烁体，固态快离子传导方面都表现出优异性能。本申请还公开了这类材料简便高效的制备方法。为稀土基卤化物功能材料的实际工业化应用提供理论基础和技术支持。

发明内容

本发明的目的是提供一类稀土基卤化物钙钛矿材料，这类材料具有特殊的光电磁性能，在光学领域、闪烁体及离子传导等方面表现出优异的性能。

本发明的第二个目的是提供上述一类稀土基卤化物钙钛矿材料的制备方法。

本发明的第三个目的是提供上述一类稀土基卤化物钙钛矿材料的应用。

本发明所采用的技术方案是：一类稀土基卤化物钙钛矿材料，一类稀土基卤化物钙钛矿材料化学组成满足：A_aA’_a’R_bR’_b’R”_b”X_cX’_c’，其中A和A’分别选自Li,Na,K,Rb,Cs,Cu,Ag,Au,Hg和Tl正一价离子中的一种或者多种组合；R,R’和R”分别选自Al,Mg,Ca,Sr,Ba,Zn,Cd,Sn,Mn,Fe,Co,Ni,Cr,Ir,Cu,Ru,Ti,Tl,In,Ga,Sb,Bi,Nb,Ta,V,Zr,W,Mo,W,Re,Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu正二价、正三价或者正四价离子中的一种或两种或两种以上组合；X和X’分别选自F,Cl,Br,I负一价离子中的一种或两种或两种以上组合；其中，a，a’，b，b’，b”，c和c’取值满足：0≤a≤3，0≤a’≤3，0≤b≤2，0≤b’≤2，0≤b”≤2，0≤c≤9，0≤c’≤9；且1≤a+a’≤3，1≤b+b’+b”≤2，3≤c+c’≤9。

本发明的特征在于，

一类稀土基卤化物钙钛矿材料用作发光材料时，一类稀土基卤化物钙钛矿材料化学组成的R’,R”位选自Yb,Nd,Pr,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Bi,Sb,Mn和Cr正二价、正三价或者正四价离子中的一种或两种或两种以上组合。