铕、钕共掺杂的铝硅酸锶电子俘获型光存储材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铕、钕共掺杂的铝硅酸锶电子俘获型光存储材料及其制备方法，所述电子俘获型光存储材料的化学式为Sr1‑x‑yAl2Si2O8：xEu

Europium and neodymium co-doped strontium aluminosilicate electron capture optical storage materials and their preparation methods

The invention discloses a europium and neodymium co-doped strontium aluminosilicate electronic capture optical storage material and a preparation method. The chemical formula of the electronic capture optical storage material is Sr1_x_yAl2Si2O8:xEu.

【技术实现步骤摘要】
铕、钕共掺杂的铝硅酸锶电子俘获型光存储材料及其制备方法
本专利技术涉及稀土发光材料
，具体涉及一种铕、钕共掺杂的铝硅酸锶电子俘获型光存储材料及其制备方法。
技术介绍
随着高新技术的不断发展，特别是信息技术等高新技术产业的需要，新型光存储技术也应运而生。在光学存储领域，主要特点是有较强的可重复性，大的存储密度，快的响应速度，较长的存储时间。新型光存储材料可以分为相变型、磁光型和电子俘获型光存储技术。但磁光型和相变型光存储材料受磁盘介质的影响较大，速率不够快。而第四代电子俘获型光存储材料的技术优点主要是应用低能量的不同波长的光进行俘获和释放的过程来是实现光的存储和读取。且存储与读取不受物理介质性能退化的影响，且读取速度可以达到纳秒级别。因此，有代表性的第四代光学存储材料即多种稀土离子共掺杂的IIA-VIA宽禁带半导体化合物材料更是受到科研人员的广泛关注。此材料有望同时具有高速高密度存储器所必备的三大优点即寿命长、存储密度高、速率快三大特点。电子俘获型的光存储材料(ETMs)，又被称为新型光激励材料，是Lindmayer在1988年最先提出并应用。主要指的是通过低能量的光对材料进行存储能量。当蓄能陷阱较浅时，材料在常温下可以将能量以光的形式进行释放，又被称作长余辉现象。而当蓄能陷阱较深时，材料在常温下深陷阱不容易被释放出来。当应用红外激光器进行照射时，可以辐射发光。从近年来看，随着光激励发光和光存储材料的研究发展，综合来看研究的主要成果主要集中在碱土金属的硫化物方面，其中比较有代表性的体系为不同稀土离子共掺的硫化物体系，如：Sm3+，Eu3+和Mn2+掺杂的ZnS，MgS等。但是由于硫化物不具有良好的热和化学稳定性，这会使信息存储的寿命缩短，且此体系所产生的副产物硫会给环境带来污染。
技术实现思路
本专利技术针对以上问题的提出，而研究设计一种铕、钕共掺杂的铝硅酸锶电子俘获型光存储材料及其制备方法。本专利技术采用的技术手段如下：一种铕、钕共掺杂的铝硅酸锶电子俘获型光存储材料，其化学式为：Sr1-x-yAl2Si2O8：xEu2+，yNd3+其中，0.001≤x≤0.2，0.001≤y≤0.2。进一步地，x的值为0.01-0.04，y的值也为0.01-0.04。进一步地，x的值为0.02，y的值也为0.02。一种电子俘获型光存储材料的制备方法，包括以下步骤：a.按照化学计量比nSr：nAl：nSi：nEu：nNd＝(1-x-y)：2：2：x：y称量材料SrCO3、SiO2、Al2O3、Eu2O3和Nd2O3，并将称量好的材料混合研磨成粉末状，其中，0.001≤x≤0.2，0.001≤y≤0.2，上述化学计量比为原子的摩尔数比；b.将研磨得到的粉末状材料在还原气氛下进行烧结，烧结温度为1200-1350℃，烧结时间为3-5h；c.将烧结后的材料进行研磨，得到Sr1-x-yAl2Si2O8：xEu2+，yNd3+粉体。进一步地，步骤a中，将材料用酒精研磨，研磨时间为30-60min。进一步地，步骤b中，将研磨得到的粉末状材料在碳粉还原气氛或氮氢混合气还原气氛下烧结，烧结温度为1250℃，烧结时间为4h。进一步地，所述氮氢混合气中氮气和氢气的比为19:1。与现有技术比较，本专利技术所述的铕、钕共掺杂的铝硅酸锶电子俘获型光存储材料及其制备方法具有以下优点：1.本专利技术制备方法为高温固相法，原料简单易得，价格低廉，适用于批量大规模生产。2.本专利技术制备的光存储材料与以往材料相比，性能极大提升，除了具备光存储材料之外，荧光粉的高亮度还可作为长余辉照明，以及白光LED的蓝色发光源。3.本专利技术制备得到的光信息存储材料适于在医疗检测、电子通讯、电子显微镜照相和信息存储等多个应用领域。附图说明图1是电子俘获型光激励光存储材料的机理示意图。其中：1为导带，2为价带，3为电子，4为空穴，5为基态4f7，6为激发态4f65d1，7为浅陷阱T1，8为深陷阱T2，9为光致发光过程，10为光激励发光过程，11为长余辉发光过程。图2是本专利技术实施例三的XRD图谱。图3是本专利技术实施例三的荧光激发和发射图谱。图4是本专利技术实施例三的热释发光光谱。图5是本专利技术实施例的光存储曲线图。具体实施方式如图1所示，电子俘获型光激励光存储材料的机理可描述如下：Sr1Al2Si2O8基质是以Eu2+作为发光中心，从而在紫外光UV365激发下实现光致发光和长余辉发光的过程，光激励发光过程是以UV激发从而实现储能后，在激发态应用980nm激光器进行激发，从而实现发光的过程。(1)应用UV365nm进行激发，样品从基态4f7跃迁到激发态4f65d1，再从激发态回到基态的过程为光致发光(PL)过程；(2)产生光致发光后，电子俘获的浅陷阱T1，即0.6eV-0.8eV的可以在室温下以从激发态再次回到基态产生长余辉发光(LPL)。(3)样品在UV365nm激发下不仅俘获产生浅陷阱，同样会大量的俘获光致发光电子产生深陷阱，室温下深陷阱T2不会释放出来，通过980nm红外激光机进行激励可以使样品从基态4f7到激发态4f65d1，再从激发态到基态从而产生光激励发光(PSL)的过程。实施例一a.称量1.4733g纯度为99.99％的SrCO3、1.2018g纯度为99.99％的SiO2、1.0196g纯度为99.99％的Al2O3、0.0018g纯度为99.99％的Eu2O3和0.0017g纯度为99.99％的Nd2O3，并将这些材料放置在玛瑙研钵中用酒精研磨30分钟。b.将研磨后的材料在碳粉还原气氛下1200-1350℃烧结4h。c.待样品随炉冷却到室温后取出，精细的收集粉末，放在玛瑙研钵中研磨即可得到铕和钕共掺杂的铝硅酸锶荧光粉粉体Sr0.97Al2Si2O8：2％Eu2+，1％Nd3+。实施例二a.称量1.4320g纯度为99.99％的SrCO3、1.2018g纯度为99.99％的SiO2、1.0196g纯度为99.99％的Al2O3、0.0352g纯度为99.99％的Eu2O3和0.0168g纯度为99.99％的Nd2O3，并将这些材料放置在玛瑙研钵中用酒精研磨40分钟。b.将研磨后的材料在氮氢混合气还原气氛下1200-1350℃烧结3h。c.待样品随炉冷却到室温后取出，精细的收集粉末，放在玛瑙研钵中研磨即可得到铕和钕共掺杂的铝硅酸锶荧光粉粉体Sr0.998Al2Si2O8：0.1％Eu2+，0.1％Nd3+。实施例三a.称量1.4172g纯度为99.99％的SrCO3、1.2018g纯度为99.99％的SiO2、1.0196g纯度为99.99％的Al2O3、0.0352g纯度为99.99％的Eu2O3和0.0336g纯度为99.99％的Nd2O3，并将这些材料放置在玛瑙研钵中用酒精研磨50分钟。b.将研磨后的材料在碳粉还原气氛下1200-1350℃烧结5h。c.待样品随炉冷却到室温后取出，精细的收集粉末，放在玛瑙研钵中研磨即可得到铕和钕共掺杂的铝硅酸锶荧光粉粉体Sr0.96Al2Si2O8：2％Eu2+，2％Nd3+。如图2所示，为荧光粉Sr0.96Al2Si2O8：2％Eu2+，2％Nd3+的XRD图谱，制备的荧光粉粉末的XRD衍射图谱与标准卡片JCPDS#38-1454相比较，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铕、钕共掺杂的铝硅酸锶电子俘获型光存储材料，其特征在于：其化学式为：Sr1‑x‑yAl2Si2O8：xEu

【技术特征摘要】
1.一种铕、钕共掺杂的铝硅酸锶电子俘获型光存储材料，其特征在于：其化学式为：Sr1-x-yAl2Si2O8：xEu2+，yNd3+其中，0.001≤x≤0.2，0.001≤y≤0.2。2.根据权利要求1所述的铕、钕共掺杂的铝硅酸锶电子俘获型光存储材料，其特征在于：x的值为0.01-0.04，y的值也为0.01-0.04。3.根据权利要求2所述的铕、钕共掺杂的铝硅酸锶电子俘获型光存储材料，其特征在于：x的值为0.02，y的值也为0.02。4.一种电子俘获型光存储材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：a.按照化学计量比nSr：nAl：nSi：nEu：nNd＝(1-x-y)：2：2：x：y称量材料SrCO3、SiO2、Al2O3、Eu2O3和Nd2O3，并将称量好的材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘盛意，张金苏，陈宝玖，李香萍，孙佳石，徐赛，程丽红，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21