[发明专利]一种Cr4+

说明书

本发明公开了一种Cr⁴⁺掺杂的近红外宽带荧光粉及其制备方法和应用，所述荧光粉的化学通式为A₂BC_1‑xO₄：xCr⁴⁺；其中A为Li、Na、K中的任意一种，B为Sr、Mg、Ca、Zn中的任意一种，C为Ge、Si中的任意一种，x的范围为0.003≤x≤0.15。本发明中的Cr⁴⁺离子掺杂近红外宽带荧光粉在含有还原性气体的气氛中煅烧，所制备的荧光粉中避免了Cr⁶⁺的生成，提高了荧光粉的发射强度和内量子效率，在波长为680nm的光源下激发得到发射范围为980～1600nm的发射图谱，有望补充商业宽带近红外荧光粉转化LED未覆盖的更长的波长范围。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体是涉及一种Cr⁴⁺掺杂的近红外宽带荧光粉及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，近红外光谱技术引起了人们的注意，相关的便捷设备在光纤通讯、食品检测、夜视设备和生物荧光成像等领域具有实际的应用。近红外光谱技术的关键就是近红外光源，近红外光源主要有卤素灯、近红外LED阵列以及近红外pc-LED(phosphor-convertedLED，荧光粉转换LED)，综合考虑设备大小和光谱范围是否可协调等问题，pc-LED具有较高的研究价值和应用前景。近红外pc-LED就是将近红外宽带荧光粉与LED封装在一起作为激发光源，例如欧司朗公司研发的紧凑型SFH 4776光源，实现了将蓝光转化为650-1050nm的宽带近红外光，由于设备体积小，因此，这项技术有望集成到智能手机中，从而实现食品和药物的便捷式检测。

能实现近红外宽带发射的荧光粉材料的种类有很多，但具有良好发光效率和LED封装性能的荧光粉为Cr³⁺掺杂的近红外宽带荧光粉，含Cr³⁺的近红外荧光粉具有良好的发光效率，但其发射波长范围主要位于近红外I区(650-950nm)。因此，需要寻找一种可以提高近红外荧光粉的发射波长范围的方法。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此本发明提出了一种Cr⁴⁺掺杂的近红外宽带荧光粉及其制备方法和应用，所述荧光粉的化学通式为A₂BC_1-xO₄：xCr⁴⁺；其中A为Li、Na、K中的任意一种，B为Sr、Mg、Ca、Zn中的任意一种，C为Ge、Si中的任意一种，x的范围为0.003≤x≤0.15，本发明中的荧光粉在波长为680nm的光源的激发下得到的发射范围为980～1600nm，且主峰位于1170nm处，有望补充商业宽带近红外荧光粉转化LED未覆盖的更长的波长范围；且本发明中的荧光粉中不含有Cr⁶⁺，具有较强的发射强度和较高的内量子效率，实际应用的价值更高。

本发明的第一方面，提供了一种Cr⁴⁺离子掺杂的近红外宽带荧光粉，所述荧光粉的化学通式为A₂BC_1-xO₄：xCr⁴⁺。

根据本发明第一方面的内容，在本发明的一些实施方式中，所述A为Li、Na、K中的任意一种。

在本发明的一些优选实施方式中，所述B为Sr、Mg、Ca、Zn中的任意一种。

在本发明的一些优选实施方式中，所述C为Ge、Si中的任意一种。

在本发明的一些优选实施方式中，所述x的范围为0.003≤x≤0.15。

在本发明的一些优选实施方式中，所述荧光粉的发射范围为980～1600nm。

在本发明的一些优选实施方式中，所述荧光粉在波长为680nm的光源的激发下得到的发射范围为980～1600nm。