一种三价铕离子掺杂单一基质的荧光粉及其制备方法和应用

本发明涉及无机发光，尤其涉及一种三价铕离子掺杂单一基质的荧光粉及其制备方法和应用及其制备方法和应用。

背景技术：

1、光致发光是指用紫外、可见光及红外光激发发光材料而产生发光的现象。发光二极管(led)作为最有前途的新一代固态光源，因其使用寿命长，节能高效，绿色环保等优点，在照明、生物成像、显示等与国民经济生活密切相关的领域发挥着非常重要的作用。

2、目前，白光led的实现方式主要是芯片与荧光粉组合，包括蓝光led芯片与黄色荧光粉组成，蓝光led芯片与红/绿色荧光粉组成，以及近紫外led芯片与红绿蓝三基色荧光粉或白光荧光粉组成。稀土离子激活的荧光粉具有较窄的发射光谱，较强的发光强度和优良的稳定性成为了广大科研工作者关注的焦点。然而eu3+在光谱区域的吸收较弱，很难用作led的激活剂。近年来，人们普遍采用ce3+-tb3+-eu3+、eu2+-tb3+-eu3+、bi3+-eu3+、tb3+-eu3+等能量转移过程间接激发eu3+发光。这些过程扩展了eu3+在近紫外区激发的范围，而部分能量在到达eu3+之前可能会因为能量转移不完全而释放或丢失。

3、另一种策略是在适当的宿主中寻找无淬灭的荧光粉，使用大量eu3+高度掺杂的荧光粉，如ca8mglu(po4)7:eu3+,ba6gd2ti4o17:eu3+,ca3y2b4o12:eu3+等。但是这些荧光粉依然存在很多问题，如：(1)颜色单一，不可调。(2)eu3+的高掺杂使用了大量eu化合物，依然容易出现淬灭，浪费原材料。(3)纯物质不掺杂eu3+也几乎很难自发光。

4、故开发一种三价铕离子掺杂单一基质的荧光粉及其制备方法，解决上述问题，在制备leds发光器件中具有重要应用价值。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种三价铕离子掺杂单一基质的荧光粉及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题，可实现降低耗能，颜色可调，eu3+的高掺杂不出现浓度淬灭或达到很高的浓度才出现淬灭，纯物质不掺杂eu3+也能实现自发光。

2、本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，提供一种三价铕离子掺杂单一基质的荧光粉，所述荧光粉化学组成表示式为：sr9in1-x(vo4)7:xeu3+；铕离子为激活离子eu3+；x为所述激活离子eu3+相对金属离子in占的摩尔百分比系数，x取值范围为0≤x≤1。

4、本发明第二方面提供：一种如权利要求1所述荧光粉的制备方法，包括：

5、s1：按照所述荧光粉化学组成表示式sr9in1-x(vo4)7:xeu3+的化学计量比称取原料：铕源、锶源、铟源和钒酸根源，0≤x≤1；

6、s2：充分研磨混合均匀得到混合原料；

7、s3：将所述混合原料置于马弗炉中焙烧，然后冷却到室温，得到第一产物；

8、s4：将所述第一产物取出，研磨即得到所述荧光粉。

9、在一些实施例中，所述焙烧温度为800℃～1000℃，所述焙烧时间为4～36小时。

10、在一些实施例中，所述焙烧温度为1000℃。

11、本发明第三方面提供：一种第一方面所述荧光粉或第二方面所述制备方法所得荧光粉在制备leds发光器件中的应用。

12、有益效果

13、相比现有技术，本发明的某一个技术方案包括至少以下一个有益效果：

14、(1)提供了一种颜色可调的荧光粉。可以通过调节激活离子eu3+的掺杂浓度以及改变激发波长来调节发光强度；以及实现荧光粉从紫色-青色-白色-黄色-橙色-红色的逐渐可调，颜色可调范围极广。

15、(2)可以实现eu3+的高掺杂不出现浓度淬灭或达到很高的浓度才出现淬灭。

16、(3)由于eu取代的是in的位置，in在化合物的晶体中所占格位少，所以可以实现高掺杂的同时所使用的eu的质量低，节省原材料。

17、(4)纯物质不掺杂eu3+也可以实现自发光。

18、(5)五氧化二钒的熔点在923k，在本实验的温度下，反应时为熔融状态，有利于原子的扩散和新相的形成。

技术特征：

1.一种三价铕离子掺杂单一基质的荧光粉，其特征在于，所述荧光粉化学组成表示式为：sr9in1-x(vo4)7:xeu3+；铕离子为激活离子eu3+；x为所述激活离子eu3+相对金属离子in占的摩尔百分比系数，x取值范围为0≤x≤1。

2.一种如权利要求1所述荧光粉的制备方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧温度为800℃～1000℃，所述焙烧时间为4～36小时。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧温度为1000℃。

5.根据权利要求1所述的荧光粉或权利要求2-4任一项所述制备方法所得荧光粉在制备leds发光器件中的应用。

技术总结
本发明提供一种三价铕离子掺杂单一基质的荧光粉及其制备方法和应用，所述荧光粉化学组成表示式为：Sr<subgt;9</subgt;In<subgt;1‑x</subgt;(VO<subgt;4</subgt;)<subgt;7</subgt;:xEu<supgt;3+</supgt;，x取值范围为0≤x≤1。所述制备方法：按照所述荧光粉化学组成表示式的化学计量比称取原料：铕源、锶源、铟源和钒酸根源；充分研磨混合均匀得到混合原料；将所述混合原料置于马弗炉中焙烧，然后冷却到室温，得到第一产物；将所述第一产物取出，研磨即得到所述荧光粉。所得荧光粉在制备LEDs发光器件中的应用。

技术研发人员：王运健,孔娟娟,刘乃嘉
受保护的技术使用者：淮北师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13