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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光材料和晶體生長領(lǐng)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(shù)：
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(qiáng)發(fā)光效率，同時(shí)低對稱性晶體有 各向異性物理性質(zhì)，利用其作為激光工作物質(zhì)時(shí)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(gè)對稱格位。當(dāng)摻雜激活離子替代Bi離 子的格位時(shí)，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(shù)等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)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(shù)領(lǐng)域。為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)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(jìn)行配料，將其充分混合均勻 后，在高溫下發(fā)生固相反應(yīng)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(zhì)分凝效應(yīng)，生長出的晶體成分和配料成分會(huì)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(nèi)；(3)原料的壓制和燒結(jié)，獲得晶體生長初始原料需要對(1)- )中配好的原料進(jìn) 行壓制和燒結(jié)，壓制成形；燒結(jié)溫度在200 1300°C之間，燒結(jié)時(shí)間為10 72小時(shí)；或者 壓制成形后的原料不經(jīng)額外燒結(jié)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(nèi)，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(jìn)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?yàn)榫w的[100],
或
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(yīng)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(yīng)、液相合成、氣相合成方法，但需滿足能通過化學(xué)反應(yīng)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(yīng)，設(shè)所述RExBihNbyTivyO4晶體中某種元素的分凝系數(shù)為 k，k = 0. 01-1，則當(dāng)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(zhì) 量為W時(shí)，則在配料中應(yīng)調(diào)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(zhì)等。
具體實(shí)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(jìn)行配料，將其充分混合均勻 后，在高溫下發(fā)生固相反應(yīng)后獲得生長晶體所需的多晶原料
權(quán)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(quán)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(jìn)行配料，將其充分混合均勻后，在 高溫下發(fā)生固相反應(yīng)后獲得生長晶體所需的多晶原料
3.根據(jù)權(quán)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?yàn)榫w的[100],
或
方向，以及 其它任意方向。
4.根據(jù)權(quán)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(yīng)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(yīng)、液相合成、氣相合成方法，但需滿足能通過 化學(xué)反應(yīng)能最終形成化合物RExBihNbyTi^yO4這一條件。
5.根據(jù)權(quán)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(yīng)，設(shè)所述RExBihNbyTivyO4晶體中某種元素 的分凝系數(shù)為k，k = 0.01-1，則當(dāng)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(zhì)量為W時(shí)，則在配料中應(yīng)調(diào)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?zé)Y(jié)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(jìn)行生長；RE′xBi1-xNbyTa1-yO4可用作發(fā)光顯示材料、激光工作物質(zhì)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(quán)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(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所