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鉭鈮酸鉍發(fā)光材料及其熔體法晶體生長方法

文檔序號:8121177閱讀:487來源:國知局
專利名稱:鉭鈮酸鉍發(fā)光材料及其熔體法晶體生長方法
技術領域
本發(fā)明涉及發(fā)光材料和晶體生長領域,稀土 Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Er、Ho、Tm、Yb 或非稀土 Cr、Ti摻雜的鉭鈮酸鉍RExBihNbyTivyO4,以及它們的熔體法晶體生長方法。
背景技術
在低對稱性的晶體中,對于處于低對稱性的發(fā)光激活離子如稀土離子、過渡族離 子Cr3+、Ti3+來說,低對稱性有利于解除躍遷宇稱禁戒,增強發(fā)光效率,同時低對稱性晶體有 各向異性物理性質,利用其作為激光工作物質時可直接獲得偏振激光。鉭鈮酸鉍屬正交或 三斜晶系,其中Bi離子的格位對稱性為C1,且有兩個對稱格位。當摻雜激活離子替代Bi離 子的格位時,激活離子將占據(jù)C1對稱格位,有利于晶場能級分裂加寬及發(fā)光躍遷的宇稱禁 戒解除,提高發(fā)光效率,有望用作熒光和激光材料,在顯示、激光技術等領域獲得應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供稀土鉭酸鹽RExBihNbyTi^yO4發(fā)光材料及其熔體法晶體生長 方法,獲得性能優(yōu)良的發(fā)光材料,有望用于顯示和激光技術領域。為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術方案如下鉭鈮酸鉍RExBihNbyTivyO4發(fā)光材料,其特征在于化合物分子式可表示為 RExBIhNbyTivyO4,其中RE 代表 Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Er、Ho、Tm、Yb、Cr、Ti 元素,x、y 的 取值范圍為0彡χ彡0. 5,0彡y彡1。所述的鉭鈮酸鉍RExBihNbyTi^yO4的熔體法晶體生長方法,其特征在于(1)采用RE203、Nb2O5, Ta2O5作為原料,按如下化合式進行配料,將其充分混合均勻 后,在高溫下發(fā)生固相反應后獲得生長晶體所需的多晶原料
xRE203+(1-x) Bi2O3 +>>Nb205+(I-^Ta2O5
高溫 > 2 RExBikNVI^O4(2)熔體法晶體生長中存在雜質分凝效應,生長出的晶體成分和配料成分會有差 別,但各組分的劑量在所述的化合物分子式指明的范圍之內;(3)原料的壓制和燒結,獲得晶體生長初始原料需要對(1)- )中配好的原料進 行壓制和燒結,壓制成形;燒結溫度在200 1300°C之間,燒結時間為10 72小時;或者 壓制成形后的原料不經(jīng)額外燒結而直接用作生長晶體原料;(4)把晶體生長初始原料放入生長坩堝內,通過加熱并充分熔化,獲得晶體生長 初始熔體;然后采用熔體法晶體生長工藝——提拉法、坩堝下降法、溫梯法、熱交換法、泡生 法、頂部籽晶法、助熔劑晶體生長方法進行生長。所述的鉭鈮酸鉍RExBihNbyTivyO4發(fā)光材料的熔體法晶體生長方法,其特征在于, 不采用籽晶定向生長,或者采用籽晶定向生長;對于采用籽晶定向生長,籽晶為鉭鈮酸鉍RExBi^NbyIVyO4單晶,籽晶方向為晶體的[100],

方向,以及其它任意方向。所述的鉭鈮酸鉍RExBihNbyTivyO4的熔體法晶體生長方法,其特征在于,所述配料 中,所用原料RE203、Bi203、Nb2O5, Tei2O5,可采用相應的RE、Bi、Nb、Ta的其它化合物代替,原 料合成方法包括高溫固相反應、液相合成、氣相合成方法,但需滿足能通過化學反應能最終 形成化合物RExBihNbyTivyO4這一條件。所述的鉭鈮酸鉍RExBihNbyTi^yO4的熔體法晶體生長方法,其特征在于,由于晶體 生長過程中的存在組分分凝效應,設所述RExBihNbyTivyO4晶體中某種元素的分凝系數(shù)為 k,k = 0. 01-1,則當所述的(1)-(3)步驟中RE、Bi、Nb、Ta的化合式中該元素的化合物的質 量為W時,則在配料中應調整為W/k。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明方法制備的RE' JihNbyTivyO4可用作發(fā)光顯示材料、激光工作物質等。
具體實施例方式鉭鈮酸鉍RExBihNbyTa1-yO4發(fā)光材料,其化合物分子式可表示為RExBihNbyTa^O4, 其中RE 代表 Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Er、Ho、Tm、Yb、Cr、Ti 元素,x、y 的取值范圍為 0 ≤ χ ≤ 0. 5,0 ≤ y ≤ I0所述的鉭鈮酸鉍RExBihNbyTi^yO4的熔體法晶體生長方法,包括以下步驟(1)采用RE203、Nb2O5, Ta2O5作為原料,按如下化合式進行配料,將其充分混合均勻 后,在高溫下發(fā)生固相反應后獲得生長晶體所需的多晶原料
權利要求
1.鉭鈮酸鉍RExBihNbyTiVyO4發(fā)光材料,其特征在于化合物分子式可表示為 RExBIhNbyTivyO4,其中RE 代表 Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Er、Ho、Tm、Yb、Cr、Ti 元素,x、y 的 取值范圍為0彡χ彡0. 5,0彡y彡1。
2.如權利要求1所述的鉭鈮酸鉍RExBihNbyTivyO4的熔體法晶體生長方法,其特征在于(1)采用RE203、Nb205、Tii205作為原料,按如下化合式進行配料,將其充分混合均勻后,在 高溫下發(fā)生固相反應后獲得生長晶體所需的多晶原料
3.根據(jù)權利要求2所述的鉭鈮酸鉍RExBihNbyTivyO4發(fā)光材料的熔體法晶體生長方 法,其特征在于,不采用籽晶定向生長,或者采用籽晶定向生長;對于采用籽晶定向生長,籽 晶為鉭鈮酸鉍RExBihNbyTivyO4單晶,籽晶方向為晶體的[100],

方向,以及 其它任意方向。
4.根據(jù)權利要求2所述的鉭鈮酸鉍RExBihNbyTivyO4的熔體法晶體生長方法,其特征 在于,所述配料中,所用原料RE203、Bi203、Nb2O5, Tei2O5,可采用相應的RE、Bi、Nb、Ta的其它 化合物代替,原料合成方法包括高溫固相反應、液相合成、氣相合成方法,但需滿足能通過 化學反應能最終形成化合物RExBihNbyTi^yO4這一條件。
5.根據(jù)權利要求2所述的鉭鈮酸鉍RExBihNbyTivyO4的熔體法晶體生長方法,其特征 在于,由于晶體生長過程中的存在組分分凝效應,設所述RExBihNbyTivyO4晶體中某種元素 的分凝系數(shù)為k,k = 0.01-1,則當所述的(1)-(3)步驟中RE、Bi、Nb、Ta的化合式中該元素 的化合物的質量為W時,則在配料中應調整為W/k。
全文摘要
本發(fā)明公開了摻雜稀土鉭酸鹽RExBi1-xNbyTa1-yO4發(fā)光材料(RE代表Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Er、Ho、Tm、Yb、Cr、Ti元素,0≤x≤0.5,0≤y≤1)。按比例配制好的原料經(jīng)充分混合、壓制成形、高溫燒結后,成為晶體生長的起始原料;生長起始原料放入坩堝經(jīng)加熱充分熔化后,成為熔體法生長的初始熔體,然后可用熔體法如提拉法、坩堝下降法、溫梯法及其它熔體法來進行生長;RE′xBi1-xNbyTa1-yO4可用作發(fā)光顯示材料、激光工作物質等。
文檔編號C30B29/30GK102071462SQ20111000327
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月8日 優(yōu)先權日2011年1月8日
發(fā)明者劉文鵬, 孫敦陸, 張慶禮, 殷紹唐, 羅建喬, 許蘭 申請人:中國科學院安徽光學精密機械研究所
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