一种Bi制造技术

本发明专利技术公开了一种Bi

【技术实现步骤摘要】
一种Bi
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和Pr
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共掺杂锗酸盐LiYGeO4光激励发光材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种光激励发光材料及其在光信息存储领域的应用，具体涉及一种Bi
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和Pr
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共掺杂锗酸盐LiYGeO4光激励发光材料及其制备方法，属于无机材料领域。

技术介绍

[0002]无机发光材料主要是指通过掺杂稀土离子等各种光学活性中心激活的一类无机材料，因其成本低廉、低毒性、制备条件简单等优点，得到了广泛的应用。无机发光材料的应用已经深入到与国家安全和人民生活息息相关的方方面面，特别是近年来近红外长余辉发光材料、紫外长余辉发光材料、上转换发光材料、光激励发光材料等新型无机发光材料的发展，使得无机发光材料在生物成像、杀菌消毒、防伪、辐射测量、光信息储存等领域出现了重要的应用。
[0003]无机材料的发光过程可源于光学活性中心(例如稀土离子、缺陷中心等)的跃迁，也可源于带间跃迁或激子复合的跃迁，这些跃迁都与导带、价带，以及分布于禁带中的各类能级的位置与特性有关。因此发光过程中能带结构，活性中心之间的耦合(或能量传递)及能级相关的缺陷的性质对发光性能有重要的影响。所以无机发光材料中的研究重点是：基质的能带结构，发光中心之间及发光中心与基质间的能量传递，以及缺陷的调控对材料发光性能的影响。
[0004]在长余辉发光材料中人们通过对其缺陷的调控来改善其余辉性能。长余辉发光材料又称蓄光型发光材料，材料在短波光照射后，一部分载流子被激发后进入到陷阱中而被存储起来，另一部分载流子回到基态，以发光的形式释放能量；被俘获的载流子在陷阱中稳定存储后，在热扰动下持续发光产生余辉。一般长余辉材料陷阱深度较浅，在较高的温度下会产生强的热释光。如果继续调控陷阱深度，使陷阱深度增加就会得到光激励发光材料。光激励发光材料在X射线或者紫外线等高能量射线照射下，载流子被激发后可以被材料中的陷阱能级所俘获，陷阱中的载流子受到适当的低能量长波光激励后载流子将通过导带再次回到发光中心，产生光激发光现象。因此光激励材料可用光信息储存，特别在光信息的写入与读出、可擦除与可再写光存储介质方面具有广泛的应用前景，因而得到了广泛关注和研究。激发材料的高能量的短波长光，称之为材料的“写入”光；激发载流子使其被释放产生激励发光的低能量长波长光，称之为材料的“读入”光。
[0005]光激励发光材料是以光量子效应为特点的快响应、长寿命、新型无机光存储材料。光激励发光材料可以实现光信息的快速读/写/清除过程，在清除多次后可重复写入，这些特性使得光激励发光材料作为光信息存储材料成为研究的热点。近年来，文献报道了许多光激励发光材料，有硫化物、铝酸盐、锡酸盐、硅酸盐等不同的基质，有稀土离子和过渡金属离子等不同的掺杂。而目前报道的光激励发光材料，如CaS:Eu
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,Sm
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，Sr2SnO4:Sb
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，SrGa2O4:Bi
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，Ba2SiO4:Eu
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,Ho
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，LiGa5O8:Mn
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，LiTaO3:Bi
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，BaFCl:Eu
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等，其“写入”光多为紫外光，“读入”光多为红外光。
[0006]一些发光材料具有两种不同深度的陷阱，如近年来报道的紫外长余辉发光材料LiYGeO4:Bi
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，有两个不同深度的陷阱，所以材料在254nm紫外光激发后，产生350nm的紫外余辉发光；同时材料可以在980nm产生光激励发光。
[0007]然而近红外光激励发光材料作为光存储材料，存在着陷阱深度浅浅及存储寿命短等问题。如果继续调控光激励发光材料的陷阱深度深，使激励光波长变短，则作为光信息储存材料其存储寿命更长，存储安全性更高。所以研究短波光激励发光材料在信息储存领域具有良好的应用前景。

技术实现思路

[0008]针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供一种Bi
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和Pr
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共掺杂锗酸盐LiYGeO4光激励发光材料及其制备方法。本专利技术所提供的光激励发光材料LiYGeO4:Bi
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,Pr
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采用高温固相反应法制备，制备工艺简单，材料性能稳定。本专利技术所提供的光激励发光材料LiYGeO4:Bi
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,Pr
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,经过254nm紫外光激发后，可产生红色余辉发光，余辉消失后，通过365nm紫外光照射可产生红色光激励发光。本专利技术所提供的发光材料陷阱深度深，激励光波长短，能量大，因此该发光材料作为光信息储存材料储存寿命更长，安全性更高；而且该材料陷阱密度大，经过254nm紫外光充分激发后，可通过365nm紫外光多次光激励发光，这意味着信息经过一次存取可以多次读出。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0010](一)一种Bi
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和Pr
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共掺杂锗酸盐LiYGeO4光激励发光材料
[0011]一种Bi
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和Pr
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共掺杂锗酸盐LiYGeO4光激励发光材料，该材料的化学通式为：LiYGeO4:x％Bi
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,y％Pr
3+
,其中掺杂Bi
3+
浓度x的取值范围优选为：0<x<1.5，掺杂Pr
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浓度y的取值范围优选为：0<y<1.0。
[0012]优选的，所用原料，Li源来自Li2CO3，Y源来自Y2O3，Ge源来自GeO2，Pr源来自Pr6O
11
，Bi源来自Bi2O3或者Bi(NO3)3。
[0013](二)一种Bi
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和Pr
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共掺杂锗酸盐LiYGeO4光激励发光材料的制备方法
[0014]本专利技术的一种一种Bi
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和Pr
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共掺杂锗酸盐LiYGeO4光激励发光材料的制备方法包括以下步骤：
[0015]1)先按所述化学通式LiYGeO4:x％Bi
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,y％Pr
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中的Li、Y、Ge、Bi和Pr元素的摩尔比称取相应的原料，放入玛瑙研钵中，然后加入乙醇，混合研磨1
‑
2小时，得到混合均匀的粉体；
[0016]2)然后将上述粉体，在马弗炉中800℃预烧2小时，然后自然冷却至室温后再次进行研磨，之后在管式气氛炉中，1250℃还原性气氛中烧结5小时，得块状材料；
[0017]3)最后将上述块状材料用玛瑙研钵研磨30
‑
60分钟，得到粉末状物质，即为Bi
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和Pr
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共掺杂锗酸盐LiYGeO4光激励发光材料。
[0018](三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Bi
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和Pr
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共掺杂锗酸盐LiYGeO4光激励发光材料，其特征在于，该材料的化学通式为：LiYGeO4:x％Bi
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,y％Pr
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,其中掺杂Bi
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浓度x的取值范围优选为：0<x<1.5，掺杂Pr
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浓度y的取值范围优选为：0<y<1.0。2.根据权利要求1所述的Bi
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和Pr
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共掺杂锗酸盐LiYGeO4光激励发光材料，其特征在于，本发明所述的光激励发光材料采用高温固相反应法制备。3.根据权利要求1所述的Bi
3+
和Pr
3+
共掺杂锗酸盐LiYGeO4光激励发光材料，其特征在于，所用原料，Li源来自Li2CO3，Y源来自Y2O3，Ge源来自GeO2，Pr源来自Pr6O
11
，Bi源来自Bi2O3或者Bi(NO3)3。4.根据权利要求1所述的Bi
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和Pr
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共掺杂锗酸盐LiYGeO4光激励发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，按所述化学通式LiYGeO4:x％Bi
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,y...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟生，贾海峰，魏瑞平，李其峰，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：