[发明专利]一种Cr3+

说明书

本发明提供了一种Cr³⁺/Yb³⁺共掺杂的宽带近红外发光材料，具有式I化学式：A_2‑xGa_1‑ySbO₇:xCr³⁺，yYb³⁺式I；式I中，A为Gd、La或Y中的一种或几种，0＜x≤0.12，0＜y≤0.16。其晶体结构为立方晶系，空间群为Fd‑3m。此种荧光材料以Cr³⁺，Yb³⁺离子为激活剂，在近紫外和蓝光激发下可发射出650‑1200nm范围的近红外光。适合应用于蓝光LED芯片激发的宽带近红外的人工光源领域。本发明还提供了一种Cr³⁺/Yb³⁺共掺杂的宽带近红外发光材料的制备方法和照明与显示光源，所制备的显示光源性能好，工作电流时20mA时，近红外最大输出功率为57mW。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，尤其涉及一种Cr³⁺/Yb³⁺共掺杂的宽带近红外发光材料、其制备方法及照明与显示光源。

背景技术

当今，人类健康已成为最受关注的问题，随着科学技术的飞速发展。由于低损伤和高穿透性，近红外光在生物传感、食品成分分析和医学测量等领域已广受欢迎。传统的近红外光源来自卤钨灯、激光二极管和超连续谱激光器。然而发光不稳定，耗电量高，以及短的使用寿命限制了它们的进一步应用。LED光源具有功耗低，响应快，寿命长，体积小等优点，但LED发光光谱相对较窄(50nm)，需采取多芯片集合的方案来拓宽发光光谱，由于每一个芯片都需要独立的供电电路，成本高且稳定性差。通过LED光源结合宽带近红外荧光粉，即宽带近红外荧光粉转换LED技术(pc-LED)，将完美解决上述问题。因此，开发出可被LED光源有效激发的近红外宽带荧光粉(650-1200nm)，成为该技术方案是否可行的关键要素。

LED用荧光粉通常使用温度会达到80～150℃，因此荧光粉需要在较高的温度下具有一定的热稳定性。目前，宽带近红外荧光粉的研发，仍主要集中在通过在无机材料中掺杂过渡金属Cr³⁺来实现，其近红外发射源于Cr³⁺的d-d 跃迁，但d-d跃迁是禁戒的，吸收弱，转换效率低，且热稳定性较差。因此，开发高效近红外发光材料仍然是未来近红外发光二极管应用的一大挑战，需要进一步优化荧光粉的发光性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Cr³⁺/Yb³⁺共掺杂的宽带近红外发光材料、其制备方法及照明与显示光源，本发明中的红外发光材料热稳定性好，且发光强度高。

本发明提供一种Cr³⁺/Yb³⁺共掺杂的宽带近红外发光材料，具有式I化学式：

A_2-xGa_1-ySbO₇:xCr³⁺，yYb³⁺ 式I；

式I中，A为Gd、La或Y中的一种或几种，0＜x≤0.12，0＜y≤0.16。

本发明提供如上文所述的Cr³⁺/Yb³⁺共掺杂的宽带近红外发光材料的制备方法，包括以下步骤：

A)按照式I中的化学计量比取含A的化合物，含Ga的化合物，含Sb的化合物、含Cr的化合物和含Yb的化合物进行研磨，得到混合物；

B)将步骤A)得到的混合物在900～1500℃下进行烧结，然后将得到的产物进行研磨，得到中间产物；

C)将所述中间产物在900～1500℃下进行烧结，然后研磨，得到Cr³⁺/Yb³⁺共掺杂的宽带近红外发光材料。