The invention relates to a rare earth doped niobate single crystal up-conversion luminescent material and a preparation method, which relates to the technical field of up-conversion luminescent material, including steps: A is prepared with theoretical component yEr KxNa1 xNbO3 polycrystalline material according to molar ratio; B is prepared with molar ratio for crystal growth starting material; C is put into a growth crucible and used at the top of the growth crucible at temperatures of 1000-1400 degrees Celsius. Er KNN single crystal was grown by seed growth method, Er KNN single crystal was annealed by D, and up-conversion luminescence properties of products were tested by E. The invention can grow large size Er KNN single crystal. In particular, the up-conversion luminescence of the products disappeared after vacuum annealing at 400-600 C, and the up-conversion luminescence intensity of the products increased nearly 20 times after oxygen annealing at 700-800 C. Therefore, Er KNN single crystal provides a solid technical material basis for oxygen sensors, optical waveguides and other fields.
【技术实现步骤摘要】
一种稀土掺杂铌酸盐单晶上转换发光材料及其制备方法
本专利技术涉及上转换发光材料
,具体指一种稀土掺杂铌酸盐单晶上转换发光材料及其制备方法。
技术介绍
上转换发光是利用长波长的光激发出短波长的光的一种发光过程,它在光波导放大器、激光器、传感器等领域具有重要作用。稀土上转换发光是利用稀土元素独特的电子层结构来实现上转换发光的过程。与其它材料相比,稀土上转换发光材料具有平均寿命长、转换效率高等优点,引起了国内外广泛关注。近年来,人们对稀土发光材料的性能有着越来越高的要求,在寻求更优质的发光基质等方面做了大量的研究和探索。目前,硼酸盐、钛酸盐、硅酸盐以及一些氧化物、硫氧化物体系已成为集中研究的基质材料,但对于铌酸盐为基质材料的稀土发光材料研究较少,尤其在气体传感器方面的研究更少。铌酸钾钠(KNN)是室温为正交相结构的钙钛矿型铁电体,有着较高的相变温度,适合在高温环境中应用,同时KNN具有较低的声子能量和较高的光学性能,可以有效地提高稀土离子的上转换发光效率。然而,关于铒掺杂铌酸钾钠(Er-KNN)晶体生长以及退火调控上转换发光性能方法,目前尚未有此报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足,提出一种稀土掺杂铌酸盐单晶上转换发光材料及其制备方法。采用顶部籽晶生长法生长技术实现大尺寸Er-KNN单晶的生长。通过引进籽晶生长,实现晶体尺寸的可控制生长,实现晶体生长过程重复性好,晶体的上转换发光性能可通过退火工艺来调控的思路。本专利技术一种稀土掺杂铌酸盐单晶上转换发光材料,所述单晶为一铒掺杂铌酸钾钠(yEr-KxNa1-xNbO3,Er-KN ...
【技术保护点】
1.一种稀土掺杂铌酸盐单晶上转换发光材料,其特征在于,单晶为一铒掺杂铌酸钾钠(yEr‑KxNa1‑xNbO3,Er‑KNN)。
【技术特征摘要】
1.一种稀土掺杂铌酸盐单晶上转换发光材料,其特征在于,单晶为一铒掺杂铌酸钾钠(yEr-KxNa1-xNbO3,Er-KNN)。2.根据权利要求1所述的一种稀土掺杂铌酸盐单晶上转换发光材料,其特征在于,按理论组分称取原料碳酸钾(K2CO3)、碳酸钠(Na2CO3)、五氧化二铌(Nb2O5)和氧化铒(Er2O3),其中x在0.2~0.5之间,y在0.1%~0.5%之间,混合均匀得理论组分yEr-KxNa1-xNbO3。3.一种稀土掺杂铌酸盐单晶上转换发光材料的制备方法,其特征在于,包括步骤:A.按照摩尔比配制理论组分为yEr-KxNa1-xNbO3的多晶料;B.按照摩尔比配制晶体生长起始用料;C.将晶体生长起始用料放入生长坩埚中,在温度1000~1400℃下用顶部籽晶生长法生长Er-KNN单晶;D.对Er-KNN单晶进行退火;E.测试制品的上转换发光性能。4.根据权利要求3所述的一种稀土掺杂铌酸盐单晶上转换发光材料的制备方法,其特征在于,所述步骤A还包括:按理论组分yEr-KxNa1-xNbO3称取原料K2CO3、Na2CO3、Nb2O5和Er2O3,其中x在0.2~0.5之间,y在0.1%~0.5%之间,混合均匀并在温度850℃下烧结。5.根据权利要求3所述的一种稀土掺杂铌酸盐单晶上转换发光材料的制备方法,其特征在于,所述步骤B还包括:按照摩尔比为z∶z∶100称取K2CO3助熔剂、Na2CO3助熔剂和理论组...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵祥永,薛赛东,罗豪甦,邓昊,王飞飞,其他发明人请求不公开姓名,
申请(专利权)人:上海师范大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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