一种宽带青光发射的CsCdCl3:xSb的制作方法

一种宽带青光发射的cscdcl3:xsb
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单晶及其制备方法
技术领域
[0001]
本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种宽带青光发射的cscdcl3:xsb
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单晶及其制备方法。


背景技术：

[0002]
目前，荧光粉转换白光发光二极管（pc-wleds）由于其与传统光源相比具有节能、寿命长、发光效率高、环境友好等突出优点而受到广泛关注和广泛发展，wled采用涂层制造yag:ce
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黄蓝色led芯片上的荧光粉。然而，由于发射中红色成分不足，这种组合导致显色指数较低（ra<75）和较高的相关色温（cct>4500 k）此外，蓝色led芯片产生的强蓝光对人体有害健康。一种改进的方法是使用涂有三色荧光粉（如蓝色发光baal
12
o
19
:eu
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荧光粉、绿色发光ba2sio4:eu
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）的近紫外（n-uv，360～420 nm）led芯片制造wled器件β-sialon:eu
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荧光粉和红色发光caalsin3:eu
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，虽然这种wled可以产生暖白光，减少蓝光危害，但其局限性仍然存在。这是可见光谱的青色区域（480～520 nm）出现的明显的光谱间隙，这使得实现类似太阳光的全光谱照明具有挑战性。为了解决这个问题，需要一种高效的发射青色荧光粉来缩小青色间隙，这是实现高质量照明和超高色彩渲染不可缺少的。
[0003]
因此，我们合成了一种竞争性的青色发射的cscdcl3:xsb
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单晶，具有400～650nm的宽发射带，峰值在498nm附近，涵盖了整个青色区域，具有高的光致发光量子效率和发光强度。在eu
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和ce
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激活的荧光粉中，青色发射是常见的，例如namgbo3:ce
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，na
0.5
k
0.5
li3sio4:eu
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，rbascs3o9:eu
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，和ca2luszral2geo
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:ce
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等。然而，这些掺eu
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荧光粉的发射光谱不够宽，无法很好地接近青色间隙。此外，在掺杂eu
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和ce
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的荧光粉中，可见光重吸收通常是不可避免的，因为它们通常在蓝绿色区域显示出强吸收带，这与发射光谱重叠。我们选择了sb
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作为激活剂，sb
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具有很宽的发射带。而且在紫外激发波段，没有遇到类似稀土离子重吸收的现象。


技术实现要素：

[0004]
本发明要解决的技术问题在于一种宽带青光发射的cscdcl3:xsb
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单晶及其制备方法，本发明提供的青色荧光粉以sb
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作为掺杂离子，发光强度较强且发射带为宽带，主要应用白光led。
[0005]
解决上述技术问题所采用的技术方案是：采用的acdcl3:xsb
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单晶中a为cs、rb中的一种；0.005≤x≤0.100其发光波长位于400～650 nm，发射峰位于498 nm。
[0006]
上述的acdcl3:sb
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单晶中，优选a代表cs,0.005≤x≤0.015。
[0007]
本发明青色发射的cscdcl3:sb
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单晶的制备方法为：采用溶剂热法合成一系列青色发射的acdcl3:xsb
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单晶，按化学计量比称取原料：cscl(99.9%), cdcl2(99.99%), sb2o3(99.99%)，加入10 ml hcl、1ml h3po2。在聚四氟乙烯反应釜中将原料充分搅拌后，将反应釜移至鼓风干燥箱中，将反应釜转移鼓风干燥箱中，在120～200℃下保温10～48 h，以0.05～
1 ℃/min速率降至室温。
[0008]
上述制备方法中，优选在180℃下保温24小时，以0.5 ℃/min速率降至室温。
附图说明
[0009]
图1是实施例1～4制备的青色发射cscdcl3:xsb
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单晶的系列浓度样品的x射线衍射图。
[0010]
图2是实施例1～4制备的青色发射cscdcl3:xsb
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单晶的系列浓度样品的发射光谱图图3是实施例3制备的青色发射acdcl3:0.001sb
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单晶样品的激发和发射光谱图。
[0011]
图4是实施例1与实施3制备的cscdcl3单晶与青色发射acdcl3:0.01sb
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单晶样品在显微镜下的形貌图。
具体实施方式
[0012]
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
[0013]
实施例1按照cscdcl3的化学计量比称取cscl(0.3367g)、cdcl2(0.3666g)，将其加入到20ml聚四氟乙烯反应釜中，加入1 ml hcl，1 ml h3po2，搅拌30min后转移至鼓风干燥箱，，在180℃下保温24h，以0.5 ℃/min速率降至室温。将沉淀出的晶体分别用10 ml、6 ml、3 ml异丙醇洗涤三次，然后再80℃干燥12h,得到cscdcl3晶体。
[0014]
实施例2按照cscdcl3:0.005sb
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的化学计量比，称取cscl(0.3367g)、cdcl2(0.3666g)，sb2o3(0.0015g)将其加入到20 ml聚四氟乙烯反应釜中，加入10 ml hcl，1 ml h3po2，搅拌30 min后转移至鼓风干燥箱，在180℃下保温24 h，以0.5 ℃/min降至室温。将沉淀出的晶体分别用10 ml、6 ml、3 ml异丙醇洗涤三次，然后再80℃干燥12h,得到cscdcl3:0.005sb
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晶体。
[0015]
实施例3按照cscdcl3:0.010sb
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的化学计量比，称取cscl(0.3367g)、cdcl2(0.3666g)，sb2o3(0.0029g)将其加入到20 ml聚四氟乙烯反应釜中，加入10 ml hcl，1 ml h3po2，搅拌30 min后转移至鼓风干燥箱，在180℃下保温24 h，以0.5 ℃/min速率降至室温。将沉淀出的晶体分别用10 ml、6 ml、3 ml异丙醇洗涤三次，然后再80℃干燥12 h,得到cscdcl3:0.010sb
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晶体。
[0016]
实施例4按照cscdcl3:0.015sb
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的化学计量比，称取cscl(0.3367g)、cdcl2(0.3666g)，sb2o3(0.0044g)将其加入到20ml聚四氟乙烯反应釜中，加入10 ml hcl，1 ml h3po2，搅拌30 min后转移至鼓风干燥箱，在180℃下保温24h，以0.5 ℃/min速率降至室温。将沉淀出的晶体分别用10 ml、6 ml、3 ml异丙醇洗涤三次，然后再80℃干燥12h,得到cscdcl3:0.015sb
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晶体。
[0017]
将实施例1～4所得进行xrd分析，如图1所示。xrd表明，所得物质为单相且所有的衍射峰均与标准卡片相匹配，说明制备的晶体为纯相且在保持晶体结构不变的情况下sb
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成功的进入基质晶格中，此外可以看出当sb
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的掺入晶体沿着某个晶面方向的生长取向发
生变化。
[0018]
对实施例3~4制备的青色发射的cscdcl3:xsb
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单晶进行激发和发射光谱测试，结果见图2。激发光谱表明，其激发峰由290 nm、352 nm左右的两个激发峰组成，分别来源于sb
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的1s0→ꢀ1p
1 (自旋允许跃迁)、1s0→ꢀ3p1（自旋禁止跃迁）跃迁，该荧光粉可以被紫外led芯片（250～380 nm）有效激发；宽带发射在400～650 nm范围内，属于sb
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的3p1→ꢀ1s0自旋禁止跃迁，表明该单晶在外界光源的激发下可以发射650～1200 nm的青色荧光，峰值位于498 nm处。
[0019]
采用荧光光谱仪对实施例2~所得青色发射的cscdcl3:xsb
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单晶进行发光性能测试，结果见图2。发射光谱图表明，在352 nm 波长激发下，发射光谱范围400～650nm，主发射峰位于498 nm，在sb
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的掺杂浓度为x = 0.01时，荧光强度最大，结果见图3。
[0020]
采用显微镜对实施例1和实施2所得青色发射的cscdcl3:xsb
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单晶进行形貌观察，结果见图4。结果表明随着sb
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浓度的增加晶体由多面体状变为片状。