專利名稱：發(fā)光薄膜材料及其制備方法
發(fā)光薄膜材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光薄膜材料，尤其涉及一種含有氧化鋅的發(fā)光薄膜材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
氧化鋅(S1O)是一種重要的II-VI族寬禁帶、直接帶隙半導體材料，其于室溫下的禁帶寬度為3. 20eV，激子束縛能為60meV，被認為是繼&^e、GaN之后的又一種新型光電材料，在信息儲存和顯示、光通信、半導體白光照明、醫(yī)學以及生物等高科技領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。目前人們已能運用分子束外延(MBE)、金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)和磁控濺射等方法制備出質(zhì)量較好的ZnO薄膜，以取代傳統(tǒng)的氧化銦錫(ITO)導電薄膜來制作太陽能電池、光電傳感器和平板顯示器件的窗口材料，還可以應用在陰極射線激發(fā)的器件上。然而，ZnO本身缺陷以及半導體材料共有的高折射率等特點，使得即將走向市場的 ZnO基發(fā)光器件和其它已經(jīng)商用化的發(fā)光器件一樣，面臨發(fā)光效率不高的問題，因此提高 ZnO薄膜的發(fā)光效率是ZnO基發(fā)光器件完全實用化、高效化中的重要一步。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種發(fā)光效率較高的發(fā)光薄膜材料及其制備方法。一種發(fā)光薄膜材料，其包括稀土氧化鋅及摻雜在該稀土氧化鋅內(nèi)的金屬納米顆粒，其組成通式為 Si1^xRexO = M,其中:0<x 彡 0.05 ；Re 為銪(Eu)、鋱(Tb)、鉺(Er)JS (Dy) 中的至少一種；M為金(Au)、銀(Ag)、鉬(Pt)、鈀(Pd)中的至少一種；該稀土氧化鋅與該金屬納米顆粒的摩爾比為1 (2X10_5 1X10_2)。其中，該發(fā)光薄膜材料的厚度為100納米 2微米?！N發(fā)光薄膜材料的制備方法，包括如下步驟將M的原料溶解于第一溶劑中，配制成0. 001mol/L 0. 01mol/L的M離子溶液，其中，M為金(Au)、銀(Ag)、鉬(Pt)、鈀(Pd)中的至少一種；按Si Re= (1-x) χ的比例稱取鋅的原料和稀土的原料，依次加入穩(wěn)定劑和該M離子溶液至第二溶劑中，配制成鋅離子和稀土離子總濃度為0. 05mol/L 0. 70mol/L 的前驅(qū)體溶液；其中，Re為銪(Eu)、鋱(Tb)、鉺(Er)、鏑(Dy)中的至少一種；0 < χ ^ 0. 05 ； 該鋅離子與該M離子的摩爾比為1 QX10_5 1Χ10_2)；干燥該前驅(qū)體溶液以形成摻雜有該M離子的稀土氧化鋅膠體；在一襯底基材上對該膠體進行鍍膜處理后，再于還原氣氛下進行煅燒處理以形成摻雜有金屬納米顆粒的稀土氧化鋅發(fā)光薄膜材料。其中，該M離子溶液配置步驟中，該M的原料為氯金酸(HAuCl4 · 4Η20)，氯鉬酸 (H2PtCl6 · 6Η20)，硝酸銀(AgNO3)或氯化鈀(PdCl2)中的至少一種；該第一溶劑為乙醇或去離子水。其中，該稀土氧化鋅膠體配置步驟中，該鋅的原料為醋酸鋅(Zn(CH3COO)2 · 2Η20)、 硝酸鋅(Zn(NO3)2 · 6Η20)、氯化鋅(ZnCl2 · 2Η20)、硫酸鋅(ZnSO4 · 7Η20)中的至少一種；該稀土的原料為硝酸銪(Eu (NO3) 3 · 6Η20)，氯化銪(EuCl3 · 6Η20)，硝酸鋱(Tb (NO3) 3 · 6Η20)，氯化鋱(TbCl3 · 6H20)，硝酸鉺(Er (NO3) 3 · 6H20)，硝酸鏑(Dy (NO3) 3)，氯化鏑(DyCl3 · H2O)中的至少一種；該穩(wěn)定劑為單乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的至少一種，該穩(wěn)定劑與該M離子的摩爾比為(1 3) 1;該第二溶劑為乙二醇甲醚或乙醇溶液；該乙醇溶液中乙醇與去離子水的體積比為3 7 1。其中，配制前驅(qū)體溶液的步驟包括于40 70°C條件下攪拌4 8小時，以形成均勻的溶膠態(tài)前驅(qū)體。其中，形成膠體的步驟為將溶膠態(tài)前驅(qū)體于60°C條件下陳化50 95小時，以形成膠體。其中，該還原氣氛為N2與H2混合還原氣氛、碳粉還原氣氛、CO還原氣氛、純H2還原氣氛中的至少一種。其中，鍍膜步驟為使用旋轉(zhuǎn)涂敷儀涂敷3 10次，每次涂敷完后將薄膜置于 100 150°C條件中烘干5 30分鐘。其中，煅燒處理過程是將鍍膜處理后的稀土氧化鋅薄膜置于以1 5°C/分鐘的升溫速度加熱至700 1200°C的環(huán)境下保溫1 3小時。上述發(fā)光薄膜材料中，稀土元素和金屬離子有效共摻雜進入氧化鋅的晶格，產(chǎn)生了表面等離激元(surface plasmon, SP)效應，使氧化鋅帶間輻射復合速率加快，以達到增強發(fā)光效率的作用。性能測試結(jié)果表明，上述發(fā)光薄膜材料在610 620納米的波長區(qū)間具有較高的光發(fā)射強度。另外，上述發(fā)光薄膜材料的制備方法具有工藝簡單、設備要求低及制備周期短等優(yōu)點。

圖1為實施例1的發(fā)光薄膜材料(a)與傳統(tǒng)的氧化鋅發(fā)光材料(b)的熒光光譜圖。具體實施方式
下面將結(jié)合附圖及實施方式對發(fā)光薄膜材料及其制備方法詳細說明。本實施方式的發(fā)光薄膜材料包括稀土氧化鋅及摻雜在稀土氧化鋅內(nèi)的金屬納米顆粒，其組成通式為SinRe^M。其中，0<x彡0. 05;Re為銪(Eu)、鋱(Tb)、鉺(Er)JS (Dy)中的至少一種；M為金(Au)、銀(Ag)、鉬(Pt)、鈀(Pd)中的至少一種；稀土氧化鋅與金屬納米顆粒的摩爾比為1 OX 10_5 IX 10_2)。上述發(fā)光薄膜材料的厚度優(yōu)選為100納米 2微米。上述發(fā)光薄膜材料中，稀土元素和金屬納米顆粒有效共摻雜進入氧化鋅的晶格， 產(chǎn)生了表面等離激元(surface plasmon, SP)效應，使氧化鋅帶間輻射復合速率加快，以達到增強發(fā)光效率的作用。上述發(fā)光薄膜材料的制備方法可為溶膠-凝膠法，其包括如下步驟(1)配制M離子溶液。將含有M的原料溶解于第一溶劑中，配制成O.OOlmol/L 0. 01mol/L的M離子溶液。其中M的原料可為該M的鹽，優(yōu)選為氯金酸(HAuCl4 · 4H20)，氯鉬酸(H2PtCl6 ·6Η20)，硝酸銀(AgNO3)或氯化鈀(PdCl2)中的至少一種。第一溶劑優(yōu)選為無水乙醇或去離子水。(2)配制前驅(qū)體溶液?？砂碨i Re = (l-χ) χ的比例稱取鋅的原料和稀土的原料，加入穩(wěn)定劑和前述M離子溶液，并用第二溶劑配制成鋅離子和稀土離子總濃度為0. 05mol/L 0. 70mol/L的前驅(qū)體溶液。其中鋅的原料可為鋅鹽，優(yōu)選為醋酸鋅 (Zn (CH3COO)2 ·2Η20)、硝酸鋅(Zn (NO3)2 ·6Η20)、氯化鋅(ZnCl2 ·2Η20)、硫酸鋅(ZnSO4 ·7Η20) 中的至少一種；含有稀土的鹽為硝酸銪(Eu(NO3)3 · 6Η20)，氯化銪(EuCl3 · 6Η20)，硝酸鋱 (Tb (NO3) 3 · 6Η20)，氯化鋱(TbCl3 · 6Η20)，硝酸鉺(Er (NO3) 3 · 6Η20)，硝酸鏑(Dy (NO3) 3)， 氯化鏑(DyCl3 · H2O)中的至少一種；0 < χ彡0. 05 ；鋅離子與M離子的摩爾比為 1 ΟΧ10_51Χ10_2)。穩(wěn)定劑的作用在于以多種方式促進膠體的形成，其優(yōu)選為單乙醇胺、 二乙醇胺或三乙醇胺中的至少一種；穩(wěn)定劑與金屬離子的摩爾比為(1 3) 1。第二溶劑優(yōu)選為乙二醇甲醚或乙醇。(3)將前述前驅(qū)體溶液于40 70°C的水浴條件下攪拌4 8小時，以形成均勻的溶膠態(tài)前驅(qū)體。(4)將前述溶膠態(tài)前驅(qū)體置于60°C的烘箱中干燥、陳化50 95小時，以形成摻雜有金屬離子的稀土氧化鋅膠體。(5)使用該膠體進行鍍膜。鍍膜時可使用多種鍍膜方法，優(yōu)選為使用旋轉(zhuǎn)涂敷儀涂敷3 10次，每次涂敷完后將薄膜置于100 150°C條件中烘干5 30分鐘。(6)于還原氣氛下進行煅燒處理。將鍍膜處理后的稀土氧化鋅薄膜置于程序升溫爐中，并在還原氣氛下以1 5°C /分鐘的升溫速度加熱至700 1200°C的環(huán)境下，保溫 1 3小時，以形成摻雜有金屬納米顆粒的稀土氧化鋅薄膜材料。還原氣氛的作用是將M離子還原為M單質(zhì)的納米顆粒，優(yōu)選為N2與H2混合還原氣氛、碳粉還原氣氛、CO還原氣氛、純 H2還原氣氛中的至少一種。下面通過多種實施例對上述發(fā)光薄膜材料的制備方法作進一步說明。下列所有試劑均為分析純。實施例1稱取硝酸銀0. 8494g，配成濃度為0. 005mol/L的水溶液IOOOmL ；按化學式 Zn0. 99Eu0. c11O中各元素的摩爾比，分別稱取氯化鋅1. 3494g，硝酸銪0. 0446g和乙醇胺 1. ^mL,然后加入硝酸銀溶液12mL，并用乙醇配制鋅離子和銪離子總摩爾濃度為0. 2mol/L 的乙醇溶液50mL ；隨后于65°C水浴攪拌4h后得到均勻的Sia99EuatllO前驅(qū)體溶液；最后將所得的Sia99EuatllO前驅(qū)體溶液置于60°C烘箱中陳化60h，得到摻雜有銀離子的Sia99EuatllO 膠體。將得到的加入銀離子的Sia99EuatllO膠體涂覆在襯底基材上，涂覆采用旋轉(zhuǎn)涂敷， 次數(shù)為8次，每次涂敷完后將薄膜置于120°C烘箱中烘干15分鐘；最后將旋涂成型的薄膜置于程序升溫爐中采用碳粉還原氣氛，以3°C /分鐘的升溫速度燒結(jié)至1200°C并保溫1小時，得到摻雜有銀離子的厚度為1. 5微米的Sia99EuatllO發(fā)光薄膜。實施例2稱取硝酸銀1.6987g，配成濃度為0. Olmol/L的乙醇溶液IOOOmL;按化學式 Zn0.96Tb0. Μ0中各元素的摩爾比，分別稱取硝酸鋅1. 4280g,氯化鋱0. 0747g和乙醇胺 0. 63mL，然后加入硝酸銀溶液2. 5mL，并用乙醇配制鋅離子和鋱離子總摩爾濃度為0. Imol/ L的乙醇溶液50mL ；隨后于50°C水浴攪拌他后得到均勻的Sia96Tbatl4O前驅(qū)體溶液，最后將所得的Sia96iTbaci4O前驅(qū)體溶液置于55°C烘箱中陳化88h，得到摻雜有銀離子的Sia96Tbatl4O膠體。將得到的加入銀離子的Sia96Tbatl4O膠體涂覆在襯底基材上，涂覆采用旋轉(zhuǎn)涂敷， 次數(shù)為10次，每次涂敷完后將薄膜置于120°C烘箱中烘干15分鐘；最后將旋涂成型的薄膜置于程序升溫爐中采用在95% N2加上5% H2的還原氣氛，以5°C /分鐘的升溫速度燒結(jié)至 1000°C并保溫2小時，得到摻雜有銀離子的厚度為2微米的Znai36Tbatl4O發(fā)光薄膜。實施例3稱取氯鉬酸2. 5896g，配成濃度為0. 005mol/L的水溶液IOOOmL ；按化學式 Zn0.98Dy0. J中各元素的摩爾比，分別稱取醋酸鋅4. 2144g，氯化鏑0. 1147g和乙醇胺
1.20mL，然后加入氯鉬酸溶液3. 2mL，并用乙醇配制鋅離子和鏑離子總摩爾濃度為0. 4mol/ L的乙醇溶液50mL ；隨后于55°C水浴攪拌幾后得到均勻的Zna98Dyatl2O前驅(qū)體溶液；最后，將所得的Z% 98Dy0.…前驅(qū)體溶液置于65 °C烘箱中陳化85h，得到摻雜有鉬離子的 Zna98Dya02O |^#。將得到的加入鉬離子的Sia98Dyatl2O膠體涂覆在襯底基材上，涂覆采用旋轉(zhuǎn)涂敷， 次數(shù)為6次，每次涂敷完后將薄膜置于100°C烘箱中烘干20分鐘；最后將旋涂成型的薄膜置于程序升溫爐中采用在95% N2加上5% H2的還原氣氛，以3°C /分鐘的升溫速度燒結(jié)至 1000°C并保溫2小時，得到摻雜有鉬離子的厚度為1微米的Zna98Dyatl2O發(fā)光薄膜。實施例4稱取氯化鈀0. 8866g，配成濃度為0. 005mol/L的水溶液IOOOmL ；按化學式 Zn0.96Dy0.040中各元素的摩爾比，分別稱取硫酸鋅4. 1409g,硝酸鏑0. 2091g和三乙醇胺
2.OOmL,然后加入氯化鈀溶液0. 3mL,并用乙二醇甲醚配制鋅離子和鏑離子總摩爾濃度為 0. 3mol/L的乙二醇甲醚溶液50mL ；隨后于65°C水浴攪拌訃后得到均勻的Z%96Dy0.040前驅(qū)體溶液；最后將所得的Sia96Dyatl4O前驅(qū)體溶液置于75°C烘箱中陳化70h，得到摻雜有鈀離子的Siq Q40膠體。將得到的加入鈀離子的Sia96Dyatl4O膠體涂覆在襯底基材上，涂覆采用旋轉(zhuǎn)涂敷， 次數(shù)為10次，每次涂敷完后將薄膜置于120°C烘箱中烘干15分鐘；最后將旋涂成型的薄膜置于程序升溫爐中采用在95% N2加上5% H2的還原氣氛，以4°C /分鐘的升溫速度燒結(jié)至 1200°C并保溫1小時，得到摻雜有鈀離子的厚度為2微米的Sia96Dyatl4O發(fā)光薄膜。實施例5稱取氯鉬酸5. 1792g，配成濃度為0. Olmol/L的乙醇溶液IOOOmL;按化學式 Zn0.999Tb0. ωι0中各元素的摩爾比，分別稱取醋酸鋅7. 6748g，硝酸鋱0. 0159g和乙醇胺 4. 20mL,然后加入氯鉬酸溶液2. ImL,并用乙醇配制鋅離子和鋱離子總摩爾濃度為0. 7mol/ L的乙醇溶液50mL ；隨后于60 °C水浴攪拌證后得到均勻的Zna 999Tb0. ωι0前驅(qū)體溶液， 最后將所得的Sv 999TbacitllO前驅(qū)體溶液置于65°C烘箱中陳化80h，得到摻雜有鉬離子的 Zna 999TbaooiO 膠體。將得到的加入鉬離子的Sia 999TbatltllO膠體涂覆在襯底基材上，涂覆采用旋轉(zhuǎn)涂敷， 次數(shù)為8次，每次涂敷完后將薄膜置于120°C烘箱中烘干20分鐘；最后將旋涂成型的薄膜置于程序升溫爐中采用在95% N2加上5% H2的還原氣氛，以5°C /分鐘的升溫速度燒結(jié)至 1000°C并保溫2小時，得到摻雜有鉬離子的厚度為1. 5微米的Zna 999TbacmO發(fā)光薄膜。實施例6
稱取氯鉬酸0. 5179g，配成濃度為0. 01mol/L的水溶液IOOmL ；按化學式 Zn0.96Tb0.Μ0中各元素的摩爾比，分別稱取硝酸鋅1. 4280g,硝酸鋱0. 0906g和二乙醇胺 0. 96mL,然后加入氯鉬酸溶液2. 5mL,并用乙二醇甲醚配制鋅離子和鋱離子總摩爾濃度為 0. lmol/L的乙二醇甲醚溶液50mL ；隨后于70°C水浴攪拌4h后得到均勻的Zna96Tb0.040前驅(qū)體溶液，將所得的Sia96Tbao4O前驅(qū)體溶液置于50°c烘箱中陳化95h，得到摻雜有鉬離子的 ^ia96Tbtl. Q40 膠體。將得到的加入鉬離子Waia96Tbatl4O膠體涂覆在襯底基材上，涂覆采用旋轉(zhuǎn)涂敷， 次數(shù)為6次，每次涂敷完后將薄膜置于100°C烘箱中烘干30分鐘；最后將旋涂成型的薄膜置于程序升溫爐中采用在95% N2加上5% H2的還原氣氛，以5°C /分鐘的升溫速度燒結(jié)至 1200°C并保溫2小時，得到摻雜有鉬離子的厚度為1微米的Sia96Tbatl4O發(fā)光薄膜。實施例7稱取氯化鈀1.7731g，配成濃度為0. Olmol/L的乙醇溶液IOOOmL;按化學式 Zn0.97Eu0.030中各元素的摩爾比，分別稱取醋酸鋅5. 3228g,硝酸銪0. 3345g和三乙醇胺 3. 30mL,然后加入氯化鈀溶液5mL，并用乙醇配制鋅離子和銪離子總摩爾濃度為0. 5mol/L 的乙醇溶液50mL，隨后于60°C水浴攪拌證后得到均勻的Zna97Eu0.030前驅(qū)體溶液，將所得的 Zna97Euatl3O前驅(qū)體溶液置于60°C烘箱中陳化70h，得到摻雜有鈀離子的Zna97Euatl3O膠體。將得到的加入鈀離子的Sia97Euatl3O膠體涂覆在襯底基材上，涂覆采用旋轉(zhuǎn)涂敷， 次數(shù)為4次，每次涂敷完后將薄膜置于120°C烘箱中烘干15分鐘；最后將旋涂成型的薄膜置于程序升溫爐中在CO還原氣氛下，以4°C /分鐘的升溫速度燒結(jié)至1000°C并保溫3小時， 得到摻雜有鈀離子的厚度為800納米的Zna97Euatl3O發(fā)光薄膜。實施例8稱取硝酸銀1.6987g，配成濃度為O.OOlmol/L的水溶液1000mL。按化學式 Zn0.99Er0.…中各元素的摩爾比，分別稱取氯化鋅1. !M94g，硝酸鉺0. 0461 g和三乙醇胺 3. 96mL,然后加入硝酸銀溶液0. 2mL,并用乙二醇甲醚配制鋅離子和鉺離子總摩爾濃度為 0. 2mol/L的乙二醇甲醚溶液50mL ；隨后于40°C水浴攪拌他后得到均勻的Zna99Er0.010前驅(qū)體溶液，最后將所得的Zna99EratllO前驅(qū)體溶液置于70°C烘箱中陳化50h，得到摻雜有銀離子的 Zna99EratllO 膠體。將得到的加入銀離子的Sia99EratllO膠體涂覆在襯底基材上，涂覆采用旋轉(zhuǎn)涂敷， 次數(shù)為3次，每次涂敷完后將薄膜置于150°C烘箱中烘干5分鐘；最后將旋涂成型的薄膜置于程序升溫爐中在純H2還原氣氛下以1°C /分鐘的升溫速度燒結(jié)至700°C并保溫3小時， 得到摻雜有銀離子的厚度為100納米的Zna99EratllO發(fā)光薄膜。實施例9稱取氯金酸0. 3398g，配成濃度為0. 001mol/L的水溶液1L。按化學式Sia9tlEuaitlO 中各元素的摩爾比，分別稱取醋酸鋅0. 4939g，硝酸銪0. 1115g和單乙醇胺0. 16mL，然后加入氯金酸溶液2. 5mL，并用乙二醇甲醚配制鋅離子和銪離子總摩爾濃度為0. 05mol/L的乙二醇甲醚溶液50mL，隨后于50°C水浴攪拌Mi后得到均勻的Zna90Eu0.100前驅(qū)體溶液；最后將所得的Zna90Eu0. 100前驅(qū)體溶液置于60°C烘箱中陳化75h，得到摻雜有金離子的Zna90Eu0.100 膠體。將得到的加入金離子Waia9tlEuaitlO膠體涂覆在襯底基材上，涂覆采用旋轉(zhuǎn)涂敷，次數(shù)為6次，每次涂敷完后將薄膜置于120°C烘箱中烘干15分鐘；最后將旋涂成型的薄膜置于程序升溫爐中于碳粉和CO共同營造的還原氣氛下，以3°C /分鐘的升溫速度燒結(jié)至 1000°C并保溫3小時，得到摻雜有金離子的厚度為1微米的Zna9tlEuaitlO發(fā)光薄膜。實施例10稱取氯鉬酸0. 5179g，配成濃度為0. 001mol/L的乙醇溶液IOOOmL ；按化學式 Zna90Euai0O中各元素的摩爾比，分別稱取醋酸鋅0. 4939g，氯化銪0. 0916g和二乙醇胺 0. 72mL,然后加入氯鉬酸溶液10mL，并用乙醇配制鋅離子和銪離子總摩爾濃度為0. 05mol/ L的乙醇溶液50mL ；隨后于60°C水浴攪拌幾后得到均勻的Sia9C1EuaitlO前驅(qū)體溶液，將所得的Zna90Eu0. 100前驅(qū)體溶液置于55°C烘箱中陳化60h，得到摻雜有鉬離子的Zna90Eu0.100膠體。將得到的加入鉬離子Waia9tlEuaitlO膠體涂覆在襯底基材上，涂覆采用旋轉(zhuǎn)涂敷， 次數(shù)為6次，每次涂敷完后將薄膜置于120°C烘箱中烘干15分鐘；最后將旋涂成型的薄膜置于程序升溫爐中采用在95% N2加上5% H2的還原氣氛，以3°C /分鐘的升溫速度燒結(jié)至 1000°C并保溫3小時，得到摻雜有鉬離子的厚度為1微米的Sia9tlEuaiciO發(fā)光薄膜。圖1為實施例1 (a)和傳統(tǒng)的氧化鋅發(fā)光材料(b)的熒光光譜圖。從圖1可知，與傳統(tǒng)的氧化鋅發(fā)光材料相比，實施例1的發(fā)光薄膜材料在610 620納米的波長區(qū)域內(nèi)具有較高的光發(fā)射強度。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)作其它變化，當然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所作的變化，都包含在本發(fā)明要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光薄膜材料，其特征在于，包括稀土氧化鋅及摻雜在該稀土氧化鋅內(nèi)的金屬納米顆粒，其組成通式為Si1^xRexO :M，其中0 < χ ≤ 0. 05 ；Re為銪(Eu)、鋱(Tb)、鉺(Er)、鏑(Dy)中的至少一種；M為金(Au)、銀(Ag)、鉬(Pt)、鈀(Pd)中的至少一種；該稀土氧化鋅與該金屬納米顆粒的摩爾比為1 OX10_5 1X10_2)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光薄膜材料，其特征在于該發(fā)光薄膜材料的厚度為100納米 2微米。
3.—種如權(quán)利要求1所述的發(fā)光薄膜材料的制備方法，包括如下步驟將M的原料溶解于第一溶劑中，配制成0. OOlmol/L 0. 01mol/L的M離子溶液，其中， M為金(Au)、銀(Ag)、鉬(Pt)、鈀(Pd)中的至少一種；按Si Re = (1-x) χ的比例稱取鋅的原料和稀土的原料，依次加入穩(wěn)定劑和該M 離子溶液至第二溶劑中，配制成鋅離子和稀土離子總濃度為0. 05mol/L 0. 70mol/L的前驅(qū)體溶液；其中，Re為銪(Eu)、鋱(Tb)、鉺(Er)、鏑(Dy)中的至少一種；0 < χ < 0. 05 ；該鋅離子與該M離子的摩爾比為1 QX10_5 1Χ10_2)；干燥該前驅(qū)體溶液以形成摻雜有該M離子的稀土氧化鋅膠體； 在一襯底基材上對該膠體進行鍍膜處理后，再于還原氣氛下進行煅燒處理以形成摻雜有金屬納米顆粒的稀土氧化鋅發(fā)光薄膜材料。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光薄膜材料的制備方法，其特征在于該M離子溶液配置步驟中，該M的原料為氯金酸(HAuCl4 · 4Η20)，氯鉬酸(H2PtCl6 · 6Η20)，硝酸銀(AgNO3)或氯化鈀(PdCl2)中的至少一種；該第一溶劑為乙醇或去離子水；
5.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光薄膜材料的制備方法，其特征在于該稀土氧化鋅膠體配置步驟中，該鋅的原料為醋酸鋅(Zn (CH3COO) 2 · 2Η20)、硝酸鋅(Zn (NO3) 2 · 6Η20)、氯化鋅 (ZnCl2 · 2Η20)、硫酸鋅(ZnSO4 · 7Η20)中的至少一種；該稀土的原料為硝酸銪(Eu(NO3)3 · 6Η20)，氯化銪(EuCl3 · 6Η20)，硝酸鋱 (Tb (NO3) 3 · 6Η20)，氯化鋱(TbCl3 · 6Η20)，硝酸鉺(Er (NO3) 3 · 6Η20)，硝酸鏑(Dy (NO3) 3)，氯化鏑(DyCl3 · H2O)中的至少一種；該穩(wěn)定劑為單乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺中的至少一種，該穩(wěn)定劑與該M離子的摩爾比為(1 3) 1 ；該第二溶劑為乙二醇甲醚或乙醇溶液；該乙醇溶液中乙醇與去離子水的體積比為3 7 I0
6.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光薄膜材料的制備方法，其特征在于該配制前驅(qū)體溶液的步驟包括于40 70°C條件下攪拌4 8小時，以形成均勻的溶膠態(tài)前驅(qū)體。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光薄膜材料的制備方法，其特征在于該形成膠體的步驟為將該溶膠態(tài)前驅(qū)體于60°C條件下陳化50 95小時，以形成膠體。
8.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光薄膜材料的制備方法，其特征在于該還原氣氛為N2與H2混合還原氣氛、碳粉還原氣氛、CO還原氣氛、純H2還原氣氛中的至少一種。
9.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光薄膜材料的制備方法，其特征在于該鍍膜處理步驟為使用旋轉(zhuǎn)涂敷儀涂敷3 10次，每次涂敷完后將薄膜置于100 150°C條件中烘干5 30分鐘。
10.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光薄膜材料的制備方法，其特征在于煅燒處理過程是將鍍膜處理后的稀土氧化鋅薄膜置于以1 5°C /分鐘的升溫速度加熱至700 1200°C的環(huán)境下保溫1 3小時。
全文摘要
一種發(fā)光薄膜材料，其包括稀土氧化鋅及摻雜在該稀土氧化鋅內(nèi)的金屬納米顆粒，其組成通式為Zn1～xRexO:M，其中0＜x≤0.05；Re為銪(Eu)、鋱(Tb)、鉺(Er)、鏑(Dy)中的至少一種；M為金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鈀(Pd)中的至少一種；該稀土氧化鋅與該金屬納米顆粒的摩爾比為1∶(2×10-5～1×10-2)。該發(fā)光薄膜材料具有發(fā)光效率較高的優(yōu)點。本發(fā)明還提供一種上述發(fā)光薄膜材料的制備方法。
文檔編號C01G9/02GK102275976SQ20101019891
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者呂婷, 周明杰, 王燁文, 馬文波 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司