專利名稱：一種用于紅外光激勵(lì)的綠色發(fā)光材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紅外激 光探測(cè)及發(fā)光材料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光激勵(lì)發(fā)光材料又稱電子俘獲發(fā)光材料或紅外釋光發(fā)光材料，光激勵(lì)發(fā)光是指發(fā) 光材料受到高能量短波長(zhǎng)照射時(shí)，產(chǎn)生的自由電子和空穴被俘獲在晶體內(nèi)部的陷阱中，從 而將能量存儲(chǔ)起來(lái)，當(dāng)再次受到紅外低能量長(zhǎng)波光激勵(lì)照射時(shí)，這些電子和空穴脫離陷阱 而產(chǎn)生復(fù)合發(fā)光?，F(xiàn)有材料主要為氟氯化鋇及硫化鍶鈣攙雜稀土激活劑銪，前者吸收X射線能量 后，在紅色激光照射下釋放發(fā)光，其是良好的X射線圖像存儲(chǔ)材料，但其無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)不可見(jiàn) 近紅外光的高靈敏激勵(lì)發(fā)光，中國(guó)專利85100247,01142151. 7對(duì)此已有揭示。后者以硫化 鍶、硫化鈣添加稀土激活劑銪、釤為主體，具有一定的長(zhǎng)余輝，該發(fā)光材料可靈敏實(shí)現(xiàn)對(duì)近 紅外激光的激勵(lì)發(fā)光，在中國(guó)專利200710023804. 3，200610103418. 0等中揭示了其紅色發(fā) 光材料的制備。但其不足處是當(dāng)該類材料對(duì)微帶有可見(jiàn)紅色發(fā)光808nm波長(zhǎng)激光檢測(cè)時(shí)， 其自身發(fā)出的紅橙色發(fā)光與激勵(lì)光中的紅色光混為一處，無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效分辨，實(shí)際應(yīng)用范 圍性受到極大限制，如上?？茲?rùn)光電技術(shù)有限公司市售產(chǎn)品牌號(hào)HT582、HT612。另外現(xiàn)有近紅外激光探測(cè)上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，是以稀土體系材料為主的發(fā)光材料， 其具有激發(fā)及發(fā)射光譜窄特點(diǎn)，中國(guó)專利96122293. X，中國(guó)專利01138927. 3，中國(guó)專利 01138920. 6，US5541012，US7648648等闡述了其制備方法，其不足處是無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)廣泛近紅 外光波段探測(cè)，如市售產(chǎn)品牌號(hào)HTl 11。針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明一種用于紅外光激勵(lì)的綠色發(fā)光材料，它包括基質(zhì)材料硫 化鍶，在基質(zhì)材料中加入含有鈰的激活劑，同時(shí)加入含有釤的共激活劑，在保護(hù)氣氛中高溫 燒結(jié)，燒結(jié)溫度800-1200度，時(shí)間0. 5-3小時(shí)；制備出的發(fā)光材料其吸收紫外光后，在紅外 光780-1600nm光照射下可以長(zhǎng)時(shí)間釋放出綠色熒光。本發(fā)明的綠色紅外光激勵(lì)發(fā)光材料，可以用于對(duì)不可見(jiàn)近紅外光探測(cè)、跟蹤、校 對(duì)、識(shí)別。能夠廣泛應(yīng)用在近紅外激光探測(cè)、激光光斑顯示、光纖通信指示、光信息存儲(chǔ)、X光 圖像處理、紅外成像等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一種用于紅外光激勵(lì)的綠色發(fā)光材料，它包括基質(zhì)材料硫化鍶(SrS)，在 基質(zhì)材料中加入含有鈰Ce的激活劑，同時(shí)加入含有釤Sm的共激活劑，及含有氯化鋰(LiCl) 的助熔劑，在保護(hù)氣氛中高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度800-1200度，時(shí)間0. 5-3小時(shí)；制備出的發(fā)光 材料其吸收紫外光后，無(wú)長(zhǎng)余輝發(fā)光，在紅外光780-1600nm光照射下可以長(zhǎng)時(shí)間釋放出綠 色熒光。本發(fā)明中的激活劑Ce添加可以產(chǎn)生綠色發(fā)光。共激活劑Sm的添加可以延長(zhǎng)光子 存儲(chǔ)時(shí)間。助熔劑LiCl的添加可以提高材料發(fā)光的靈敏度，并且材料在紫外線照射時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生熒光現(xiàn)象，紫外線照射停止后也沒(méi)有長(zhǎng)余輝發(fā)光產(chǎn)生，從而提高了紅外光激勵(lì)發(fā)光的 強(qiáng)度。本發(fā)明的綠色的紅外光激勵(lì)發(fā)光材料，其經(jīng)高能量短波長(zhǎng)光照射后吸收儲(chǔ)存能 量，當(dāng)長(zhǎng)波近紅外光再次照射時(shí)能夠瞬間釋放可見(jiàn)光，其中吸收紫外線儲(chǔ)存能量后，在無(wú)光 環(huán)境中可以放置4個(gè)月以上，仍然可以被紅外光激勵(lì)發(fā)光。本發(fā)明 中激活劑鈰的加入量為基質(zhì)材料每克重量的1X10_2-1X10_5。共激活劑釤的 加入量為基質(zhì)材料每克重量的8X10_3-1X10_6。當(dāng)激活劑鈰的濃度加入量小于共激活劑釤的 加入量時(shí)，可以產(chǎn)生橙黃色發(fā)光。助熔劑氯化鋰的加入量為基質(zhì)材料每克重量的1-3%。本 發(fā)明中的助熔劑也可以是含有Li成份的其它鹵化物材料。本發(fā)明中燒結(jié)時(shí)保護(hù)氣氛為硫、氮、碳還原氣氛中的一種。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一種用于紅外光激勵(lì)的綠色發(fā)光材料，它包括基質(zhì)材料硫化鍶(SrS)，在 基質(zhì)材料中加入含有鈰Ce的激活劑，同時(shí)加入含有釤Sm的共激活劑，及含有氯化鋰(LiCl) 的助熔劑，在保護(hù)氣氛中高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度800-1200度，時(shí)間0. 5-3小時(shí)；制備出的發(fā)光 材料其吸收紫外光后，無(wú)長(zhǎng)余輝發(fā)光，在紅外光780-1600nm光照射下可以長(zhǎng)時(shí)間釋放出綠 色熒光。本發(fā)明中的激活劑Ce添加可以產(chǎn)生綠色發(fā)光。其加入方式可以使用氧化物，經(jīng)干 法與基質(zhì)材料配比研磨，如使用Ce02。也可以使用含有鈰的溶液，如硝酸鈰，與基質(zhì)材料配 比混合烘干。本發(fā)明中的共激活劑Sm的添加可以延長(zhǎng)光子存儲(chǔ)時(shí)間。其加入方式可以使用氧 化物，經(jīng)干法與基質(zhì)材料配比研磨，如使用Sm203。也可以使用含有釤的溶液，如硝酸釤，與 基質(zhì)材料配比混合烘干。本發(fā)明中的助熔劑氯化鋰LiCl的添加可以提高材料發(fā)光的靈敏度，并且材料在 紫外線照射時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生熒光現(xiàn)象，紫外線照射停止后也沒(méi)有長(zhǎng)余輝發(fā)光產(chǎn)生，從而提高了 紅外光激勵(lì)發(fā)光的強(qiáng)度。本發(fā)明中的助熔劑也可以是含有Li成份的其它鹵化物材料，但 LiCl效果較好。本發(fā)明制備的綠色紅外光激勵(lì)發(fā)光材料，其經(jīng)高能量短波長(zhǎng)光照射后吸收儲(chǔ)存能 量，當(dāng)長(zhǎng)波近紅外光再次照射時(shí)能夠瞬間釋放可見(jiàn)光。本發(fā)明中激活劑鈰的加入量為基質(zhì)材料每克重量的1X10_2-1X10_5。共激活劑釤的 加入量為基質(zhì)材料每克重量的8X10_3-1X10_6。助熔劑氯化鋰的加入量為基質(zhì)材料每克重量 的1_3%。在基質(zhì)材料中也可以加入3-10%的高純硫保護(hù)，高溫?zé)Y(jié)材料時(shí)不被氧化。本發(fā)明中激活劑鈰的濃度加入量小于共激活劑釤的加入量時(shí)，其可以產(chǎn)生橙黃色 發(fā)光，其在紫外光激發(fā)時(shí)及余輝中都帶有黃色發(fā)光，此時(shí)紅外光激勵(lì)范圍為800-1300nm。本 發(fā)明中無(wú)氯化鋰助熔劑加入時(shí)，其紅外光激勵(lì)范圍同樣為800-1300nm。本發(fā)明中燒結(jié)時(shí)將配好的材料放置在氧化鋁坩堝中，加蓋密封，使用電爐燒結(jié)。保 護(hù)氣氛為硫、氮、碳還原氣氛中的一種。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于1.本發(fā)明紅外光激勵(lì)綠色發(fā)光材料，其可以在紅外線800-1600nm激勵(lì)下產(chǎn)生發(fā)光，尤其對(duì)1300-1600nm的紅外光可以探測(cè)。2.本發(fā)明在紅外光激勵(lì)下產(chǎn)生發(fā)光綠色的硫化物電子俘獲發(fā)光材料，可以靈敏探 測(cè)808nm波段激光，區(qū)分光源中原有的微弱紅色可見(jiàn)光。3.本發(fā)明的一種硫化物電子俘獲發(fā)光材料，在吸收紫外線儲(chǔ)存能量后，在無(wú)光環(huán) 境中可以放置4個(gè)月以上，仍然可被紅外光激勵(lì)發(fā)光。本發(fā)明的紅外光激勵(lì)綠色發(fā)光材料，可用于對(duì)不可見(jiàn)近紅外光探測(cè)、跟蹤、校對(duì)、 識(shí)別?？梢詮V泛應(yīng)用在近紅外激光探測(cè)、激光光斑顯示、光纖通信指示、光信息存儲(chǔ)、X光圖 像處理、紅外成像等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域。如家電中常用的紅外LED遙控器、YAG激光切割器、 1550nm光纖通信等。實(shí)施例 取基質(zhì)材料硫化鍶100克，加入激活劑氧化鈰，相對(duì)每克基質(zhì)材料中加入含鈰量 1X10—3 ；同時(shí)加入共激活劑三氧化二釤，相對(duì)每克基質(zhì)材料中加入含釤量2X10—1 ；加入助熔 劑氟化鋰2克，加入高純硫5克。以上材料充分研磨混合均勻，裝入氧化鋁坩堝中，加蓋密 封；在含硫保護(hù)氣氛中高溫?zé)Y(jié)，電爐燒結(jié)溫度1000度，燒結(jié)時(shí)間2小時(shí)，取出冷卻。制備出的發(fā)光材料在3650nm紫外光照射5分鐘，無(wú)長(zhǎng)余輝發(fā)光，放置10天以后， 再在紅外光1064nm光照射下，可以持續(xù)釋放出綠色熒光。在上面針對(duì)本發(fā)明較好的實(shí)施方式作了舉例說(shuō)明后，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)應(yīng) 明白的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對(duì)本發(fā)明所作的任何改變和改進(jìn)都在 本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于紅外光激勵(lì)的綠色發(fā)光材料，它包括基質(zhì)材料硫化鍶，在基質(zhì)材料中加入含有鈰的激活劑，同時(shí)加入含有釤的共激活劑，及含有氯化鋰的助熔劑，在保護(hù)氣氛中高溫?zé)Y(jié)，燒結(jié)溫度800-1200度，時(shí)間0.5-3小時(shí)；制備出的發(fā)光材料其吸收紫外光后，無(wú)長(zhǎng)余輝發(fā)光，在紅外光780-1600nm光照射下可以長(zhǎng)時(shí)間釋放出綠色熒光。
2.如權(quán)利要求1所述，激活劑鈰的加入量為基質(zhì)材料每克重量的1X10_2-1X10_5。共激 活劑釤的加入量為基質(zhì)材料每克重量的8X10_3-1X10_6。助熔劑氯化鋰的加入量為基質(zhì)材料 每克重量的1_3%。
3.如權(quán)利要求1所述，燒結(jié)時(shí)保護(hù)氣氛為硫、氮、碳還原氣氛中的一種。
4.如權(quán)利要求2所述，當(dāng)激活劑鈰的濃度加入量小于共激活劑釤的加入量時(shí)，可以產(chǎn) 生橙黃色發(fā)光。
全文摘要
本發(fā)明的一種用于紅外光激勵(lì)的綠色發(fā)光材料，它包括基質(zhì)材料硫化鍶，在基質(zhì)材料中加入含有鈰的激活劑，同時(shí)加入含有釤的共激活劑，及含有氯化鋰的助熔劑，在保護(hù)氣氛中高溫?zé)Y(jié)。制備出的發(fā)光材料其吸收紫外光后，無(wú)長(zhǎng)余輝發(fā)光，在紅外光照射下，可以長(zhǎng)時(shí)間釋放出綠色熒光。本發(fā)明的發(fā)光材料可用于對(duì)不可見(jiàn)近紅外光探測(cè)、跟蹤、校對(duì)、識(shí)別?？梢詮V泛應(yīng)用在近紅外激光探測(cè)、激光光斑顯示、光纖通信指示、光信息存儲(chǔ)、X光圖像處理、紅外成像等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C09K11/56GK101885964SQ201010214358
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者耿樹(shù)范, 邊靜宇, 鄭巖 申請(qǐng)人:上海科炎光電技術(shù)有限公司