一種激發(fā)波長(zhǎng)拓寬至深紫外區(qū)的錫鋱共摻發(fā)光玻璃的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本次發(fā)明發(fā)光玻璃可以應(yīng)用于深紫外激發(fā)藍(lán)綠光發(fā)射和近紫外激發(fā)綠光發(fā)射、大屏幕顯示(需要藍(lán)綠光構(gòu)造全色顯示)、半導(dǎo)體檢測(cè)、熒光防偽、激光醫(yī)療等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，稀土離子摻雜的發(fā)光玻璃在激光、光學(xué)放大器、光通訊、儲(chǔ)能和顯示等光電高科技領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，其制備和性能是材料研究的重要組成部分。雖然相關(guān)研究取得了很大進(jìn)展，但還存在一系列有待解決的問題。如:新型基質(zhì)材料的開發(fā)、稀土離子的選擇及最佳摻雜濃度的確定、發(fā)光性能的改善與調(diào)控、發(fā)光機(jī)理的研究等。
[0003]Tb3+作為稀土摻雜發(fā)光玻璃研究中的熱門發(fā)光中心離子，具有發(fā)光強(qiáng)度高、可發(fā)射單色性好和純度高的綠色熒光等優(yōu)點(diǎn)。但Tb3+具有在深紫外范圍內(nèi)的光吸收較弱且吸收范圍較窄等弱點(diǎn)。本發(fā)明所研究的錫鋱共摻磷酸鹽基質(zhì)發(fā)光玻璃，其組成表達(dá)式為P205-Sr0(R0)_Sn02-Tb(R為其它二價(jià)金屬離子，如Ba2+，Ca2+，Zn2+)。該玻璃保留了 Tb3+離子在近紫外光激發(fā)下的發(fā)射特征，同時(shí)激發(fā)波長(zhǎng)拓展至深紫外區(qū)，且在深紫外光激發(fā)下542nm處的發(fā)光強(qiáng)度較之Tb3+單摻玻璃有顯著增強(qiáng)。此外，可以通過調(diào)整Sn2+/ Tb3+比值使其深紫外激發(fā)下的發(fā)光在藍(lán)光到綠光之間轉(zhuǎn)變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本次發(fā)明涉及到一種錫鋱共摻的磷酸鹽發(fā)光玻璃，其化學(xué)式為:P205-Sr0(R0)_Sn02- Tb (R為其它二價(jià)金屬離子，如Ba2+，Ca2+，Zn2+)。為了得到此發(fā)光玻璃，所使用的原料分別是化合物(AR)NH4H2P04，SrC0#P /或RCO 3 (R為其它二價(jià)金屬離子，如Ba2+，Ca2+, Zn2+),SnOjP Tb407 (或Tb單質(zhì)或其它Tb化合物)。制備步驟如下:
1)按照設(shè)計(jì)的玻璃組成精確稱量化合物原料，將稱量好的原料放入研缽中混合均勻，放入陶瓷坩禍中，在約1250°C下熔制2-3小時(shí)；
2)將熔制的原料在室溫冷卻成玻，放入馬弗爐中退火。退火溫度約為450°C，退火時(shí)間為2-3小時(shí)。之后樣品隨爐降至室溫；
3)根據(jù)測(cè)試要求，將樣品切割為片狀，表面拋光處理。
[0005]本發(fā)明提供的發(fā)光玻璃在深紫外光激發(fā)下，藍(lán)綠色熒光明顯，主發(fā)射峰在421nm和542nm附近。在近紫外光激發(fā)下為綠光發(fā)射，主發(fā)射峰為542nm。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1)本發(fā)明的發(fā)光玻璃可同時(shí)被260-290nm的深紫外光和300nm-400nm的近紫外光激發(fā)，前者發(fā)出主發(fā)射峰在421nm和542nm左右的藍(lán)綠色光，后者發(fā)出以542nm為主發(fā)射峰的綠光；
2)本發(fā)明發(fā)光玻璃中的激活離子Sn2+同時(shí)作為Tb3+離子深紫外激發(fā)發(fā)光的敏化劑，使其542nm發(fā)光增強(qiáng)；
3)本發(fā)明的發(fā)光玻璃制備工藝簡(jiǎn)單，易于操作，且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明發(fā)光玻璃實(shí)施例Gl，G2和G3的激發(fā)光譜。
[0008]圖2為本發(fā)明發(fā)光玻璃實(shí)施例Gl，G2和G3的發(fā)射光譜。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例Gl:70P205-30Sr0:2.0Sn02-0.2Tb
制備方法:分別稱取磷酸二氫銨(NH4H2P04 ) 37.0 3 71g，碳酸鍶(SrC03)10.18 58g，二氧化錫(Sn02 ) 0.69 31g，七氧化四鋱(Tb407) 0.0860g。上述稱量好的原料放入研缽中混合均勻，放入陶瓷坩禍中，在約1250°C下熔制2-3h。將熔制后的原料在室溫下成玻成型，然后轉(zhuǎn)入馬弗爐中退火。退火溫度約為450°C，退火2-3h。之后樣品隨爐冷卻到室溫。冷卻到室溫后，將樣品加工成型，表面進(jìn)行拋光處理。該發(fā)光玻璃在542nm和488nm監(jiān)控的激發(fā)光譜(圖
1a，b)均顯示，除了保留Tb3+的激發(fā)峰外，其激發(fā)光波長(zhǎng)范圍拓展至深紫外區(qū)，且強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。該發(fā)光玻璃在室溫下的發(fā)射光譜顯示，在282nm激發(fā)下，發(fā)射光譜由350nm_500nm較寬的藍(lán)光和以542nm為主發(fā)射峰的綠光組合而成(圖2 a)，其中后者較之Tb3+單摻玻璃有顯著增強(qiáng)；在375nm激發(fā)下，貝lj呈現(xiàn)與Tb3+單摻玻璃同樣的以542nm為主峰的綠光發(fā)射(圖
2b)0
[0010]實(shí)施例G2:70P205-30Sr0:1.0Sn02-0.2Tb
制備方法:分別稱取磷酸二氫銨(NH4H2P04 ) 37.0 3 71g，碳酸鍶(SrC03)10.18 58g，二氧化錫(Sn02)0.34 64g，七氧化四鋱(Tb407)0.0860g。上述稱量好的原料放入研缽中混合均勻，放入陶瓷坩禍中，在約1250°C下熔制2-3h。將熔制后的原料在室溫下成玻成型，然后轉(zhuǎn)入馬弗爐中退火。退火溫度約為450°C，退火2-3h。之后樣品隨爐冷卻到室溫。冷卻到室溫后，將樣品加工成型，表面進(jìn)行拋光處理。該發(fā)光玻璃在542nm和488nm監(jiān)控的激發(fā)光譜(圖1a, b)與實(shí)施例1相似，但強(qiáng)度有所降低。該發(fā)光玻璃在室溫下的發(fā)射光譜顯示，在282nm激發(fā)下，發(fā)射光譜與實(shí)施例1相似，但發(fā)光強(qiáng)度介于G1和單摻Tb3+玻璃之間(圖2 a)，其中以542nm為主發(fā)射的綠光與藍(lán)光的強(qiáng)度比顯著提高；在375nm激發(fā)下，則呈現(xiàn)與Tb3+單摻玻璃同樣的以542nm為主峰的綠光發(fā)射(圖2 b)。
[0011]實(shí)施例 G3:70P205-30Sr0: 2.0Sn02-0.8Tb
制備方法:分別稱取磷酸二氫銨(NH4H2P04 ) 37.0 3 71g，碳酸鍶(SrC03)10.18 58g，二氧化錫(Sn02 ) 0.69 31g，七氧化四鋱(Tb407) 0.3440g。上述稱量好的原料放入研缽中混合均勻，放入陶瓷坩禍中，在約1250°C下熔制2-3h。將熔制后的原料在室溫下成玻成型，然后轉(zhuǎn)入馬弗爐中退火。退火溫度約為450°C，退火2-3h。之后樣品隨爐冷卻到室溫。冷卻到室溫后，將樣品加工成型，表面進(jìn)行拋光處理。該發(fā)光玻璃的激發(fā)光譜見附圖l(c，d)，由圖可見，與實(shí)施例1相比，實(shí)施例3玻璃的激發(fā)光譜圖特征相似，但強(qiáng)度均有較大幅度的提高。該發(fā)光玻璃在室溫下的發(fā)射光譜顯示，在282nm激發(fā)下，發(fā)射光譜特征與實(shí)施例1相似，但其在350nm-480nm范圍內(nèi)的發(fā)光強(qiáng)度弱于實(shí)施例1 (圖2c);在375nm激發(fā)下，發(fā)射光譜特征與實(shí)施例1相似，但其強(qiáng)度有較大幅度的提高(圖2d)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激發(fā)波長(zhǎng)拓寬至深紫外區(qū)的錫鋱共摻發(fā)光玻璃，在Tl溫度下熔制，T2溫度下退火后制成；該玻璃的基質(zhì)是磷酸鹽，在深紫外光激發(fā)下的發(fā)光中心是Tb3+和Sn2+，Sn2+同時(shí)作為鋱離子發(fā)光的敏化劑，在近紫外光激發(fā)下的發(fā)光中心是Tb'2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光玻璃，其特征在于，該玻璃可被波長(zhǎng)在260nm-290nm的深紫外和300nm-400nm的近紫外光激發(fā)。3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光玻璃，其特征在于，該發(fā)光玻璃在深紫外光激發(fā)下發(fā)射峰以由421nm為峰值的藍(lán)光和以542 nm為峰值的綠光組成；在近紫外光激發(fā)下則以542nm綠光為主要發(fā)射峰。4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光玻璃，其特征在于，該發(fā)光玻璃中激活離子Sn2+同時(shí)作為敏化劑使Tb3+在深紫外激發(fā)下542nm處的發(fā)光得到顯著增強(qiáng)。5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光玻璃的制備方法，其特征在于: (1)按化學(xué)式稱取一定配比的磷酸二氫銨、碳酸鍶(和/或其它碳酸鹽)、七氧化四鋱(或鋱單質(zhì)及其它鋱的化合物)和二氧化錫； (2)稱量好的試劑在陶瓷研缽中研磨并均勻混合； (3)混合好的樣品在約1250°C下熔制2-3小時(shí)，然后在室溫下成玻； (4)成玻后的樣品在約450°C下退火2-3小時(shí)，隨爐冷卻至室溫。
【專利摘要】一種激發(fā)波長(zhǎng)拓寬至深紫外區(qū)的錫鋱共摻發(fā)光玻璃，在一定溫度T1下通過熔體冷卻法制備，經(jīng)溫度T2退火制成。該發(fā)光玻璃在深紫外光激發(fā)下的發(fā)光中心為Tb3+和Sn2+，發(fā)射出藍(lán)綠復(fù)合熒光，最大發(fā)射峰值分別在421nm和542nm附近，其色坐標(biāo)可以通過改變Tb3+/Sn2+比值進(jìn)行調(diào)整，Sn2+同時(shí)作為Tb3+的深紫外激發(fā)發(fā)光敏化劑，使其在542nm處發(fā)光強(qiáng)度顯著提高；在近紫外光激發(fā)下的發(fā)光中心是Tb3+，發(fā)射出以542nm為主峰的綠色熒光。此種發(fā)光玻璃可以符合激光器件等對(duì)絕緣發(fā)光材料的要求。
【IPC分類】C03C4/12, C03C3/15
【公開號(hào)】CN105347673
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510817051
【發(fā)明人】李磊, 王洋, 王多金, 齊健, 夏凡舒, 陳國(guó)榮
【申請(qǐng)人】華東理工大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年11月23日