CN101336214A - 稀土活化的氮化铝粉末及制造方法 - Google Patents

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Abstract

通过使用基于溶液的方法制成稀土活化的氮化铝粉末，包括以下步骤：形成铝和稀土金属的混合氢氧化物，然后将混合氢氧化物转变成的金属氟化铵(优选为取代稀土的六氟铝酸铵((NH4)3Al1－xRExF6))，并且最后通过金属氟化铵在高温下的氨解形成稀土活化的氮化铝。在该过程中使用氟化物前体避免了在最终的氨解步骤中的氧源，该氧源是在粉末合成氮化物中发生缺陷的主要原因。并且，由于从混合氢氧化物的共沉淀物形成氮化铝，因此粉末中的掺杂剂均匀分布在各个颗粒中。

Description

稀土活化的氮化铝粉末及制造方法
相关申请
本申请要求在2006年1月31日提交的美国临时申请No.60/763689的优先权。本申请是在2005年8月2日提交的共同未决的美国申请No.11/161403的部分继续申请，该申请No.11/161403是在2004年8月13日提交的美国申请No.60/601382的正式申请，其公开内容通过引用并入本文。
关于联邦资助研究的声明
根据DOE授予的DE-FC26-04NT42274通过政府资助做出本发明。
技术领域
本发明涉及发光二极管(LED)，更具体地，涉及产生白光发射的发光二极管。
背景技术
固态照明设备使用几种方法来产生白光。颜色混合方法将来自三种单色LED的红光、绿光和蓝光发射组合起来产生白光。由于每个单色LED光源可具有高的内部量子效率，因此这种装置可以以相对高的每瓦流明来产生白光。但是，三个LED所需要的空间可能存在问题，并且用于将它们放在一起的封装也很麻烦。波长转换方法使用发射紫外线(UV)的LED来产生UV光(一般为约380nm到约420nm)，然后通过使用通过UV光激发的三混(triblend)磷光体系统将其转变成白光。这与在已知的Hg放电荧光灯中产生白光的方式类似。但是，大多数常规的光致发光磷光体是通过由汞放电所发射的254nm辐射而不是波长更长的LED的UV辐射的激发来优化。另外的工作仍然是开发与发射UV的LED一起使用的全波段磷光体。第三种方法是组合方法，其中GaInN LED提供蓝光发射，并且通过磷光体将蓝光发射的一部分转变成互补发射。已通过使用宽频带发射体(具体而言为铈活化的钇铝石榴石Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce3+))开发了基于该设计的白光源。该设计避免与在被转变成可见光子的380nm处的较高能量UV光子相关的大斯托克斯频移。已提出了使用被称作无源层的第二半导体层类似的设计，该无源层用InGaP合金部分地将来自InGaN的450nm处的发射转变成620nm附近的红色光子。它基本上是InGaN作为活性层和InGaP作为无源层的双异质结结构；InGaP用作磷光体。
照明设备中的磷光体存在各种工程问题，诸如缺少稳定性、在环氧树脂圆顶中劣化、涂层均匀性和可见光的散射，如果照明设备不包含磷光体，则所有这些问题都可避免。本文所用的术语磷光体是指光致发光材料，即将一种能量的光子转换成不同能量的光子的材料。
发明内容
在一个优选的实施方案中，美国专利申请公开No.2005/0253162描述了用基于氮化物的发光二极管(LED)产生白光，其中一个或更多个基于氮化物的层掺杂有合适的发光离子。这种固态光源将不需要任何磷光体外部涂层来转换在正向偏压条件下通过引入该区域中的电子和空穴复合所产生的光。另外，由于通过激活剂离子处的光子-空穴(e-h)对复合所发射的光子会发生显著的斯托克斯频移，因此，与通过使用磷光体将带缘发射转变为白光相比，光子提取效率将更高。这些光子的能量将远低于材料吸收系数低的基质材料的带隙。由于材料的高介电常数所引起的全内反射，所以在氮化物中产生的光子在材料内具有较长的约束时间。当在带缘附近出现发射时，像激子发射或基质发射的情形一样，由于再吸收，因此只有少部分的发射光子可逃离氮化物基质。人们认为，这是对通过具有激子发射或基质发射的氮化层所发射的光子的提取效率较低的原因。但是，来自稀土离子的发射会出现在明显小于带隙的能量上。因此，尽管由于全内反射导致较长的驻留时间，但是这些光子会具有更好的逃离装置的机会，从而增强固态光源的总效率。
为了设计这种无磷光体的固态光源，需要优化组成以提高效能，并且优化显色指数(color rendering index)以产生白光产生。期望可以通过调整带缘发射以使其与荧光离子的激发峰相一致来实现这点。一旦确定激活剂离子在氮化物基体中的激发峰，就可通过改变氮化物合金的组成来调整带缘发射。由于来自激活剂离子的荧光依赖于从基质的能量转移，因此还可调整激活剂离子浓度以增强总的荧光效率。
由于氮化铝的能隙(6.2eV)大，因此氮化铝是用于基于其激发性能来筛选稀土离子掺杂剂的优异基质。但是，利用氧化铝作为前体来制备高纯氮化铝几乎是不可能的，尽管过去已经使用氧化物前体来合成Ga和In的氮化物。相反地，我们发现基于溶液的方法：形成铝和稀土金属的混合氢氧化物，然后将混合氢氧化物转变成金属氟化铵(优选为稀土取代的六氟铝酸铵((NH4)3Al1-xRExF6))，并最终使金属氟化铵在高温下氨解形成氮化物。在该过程中使用氟化物前体避免了在最后的氨解步骤过程中的氧源，该氧源是在氮化物的粉末合成中形成缺陷的主要原因。而且，由于从混合氢氧化物的共沉淀物来形成氮化铝，因此，与用于掺杂AlN薄膜的离子注入(其中预期掺杂剂的浓度大于表面浓度)相比，粉末中的掺杂剂在各个颗粒中的分布是基本均匀的。
根据本发明的一个方面，提供一种方法，包括：
(a)形成包含铝和稀土金属的含水混合物；
(b)使铝和稀土金属的混合氢氧化物沉淀析出；
(c)使混合氢氧化物与氟化铵反应形成铝和稀土金属的氟化物化合物；
(d)干燥氟化物化合物；和
(e)使干燥的氟化物化合物与氨气反应形成稀土活化的氮化铝。
在该方法中使用的稀土金属优选选自Dy、Tb、Eu、Tm、Ho、Sm、Er、Nd、Pr、Gd及其组合，更优选选自Tb、Eu、Tm、Dy及其组合。在优选的实施例中，通过溶解硝酸铝和稀土金属的硝酸盐来形成含水混合物。
根据本发明的另一方面，提供一种稀土活化的氮化铝粉末，该稀土活化的氮化铝粉末包含具有基本均匀地分布在每个颗粒中的稀土掺杂剂的氮化铝颗粒。优选地，稀土掺杂剂选自Dy、Tb、Eu、Tm、Ho、Sm、Er、Nd、Pr、Gd及其组合。更优选地，稀土掺杂剂选自Tb、Eu、Tm、Dy及其组合。这些材料表现出光致发光性能，并且可用于制造基于氮化物的LED，优选用于制造产生白光的基于氮化物的LED。
附图说明
图1是与未掺杂AlN相比AlN:Dy的室温光致发光(PL)光谱。
图2是AlN中Dy3+4F9/2-6H13/2跃迁的室温光致发光激发(PLE)光谱，其中发射波长固定在575nm处。
图3是与未掺杂AlN相比AlN:Tm的室温PL光谱。
图4是AlN中Tm3+4G1-3H5跃迁的室温PLE光谱，其中发射波长固定在792nm处。
图5是AlN:Tb在300～600nm波长范围内的室温PL光谱。
图6是AlN中Tb3+5D4-7F5跃迁的室温PLE光谱，其中发射波长固定在542nm处。
图7是与未掺杂AlN相比AlN:Tb，Eu在300～600nm波长范围内的室温PL光谱。
图8是与未掺杂AlN相比AlN:Tb，Eu在580～750nm波长范围内的室温PL光谱。
图9是AlN:Tb，Eu中Eu3+5D0-7F2跃迁的室温PLE光谱，其中发射波长固定在610nm处。
图10是用于在250nm和446nm处激发的AlN:Eu的室温PL光谱。
图11是AlN:Eu的室温PLE光谱，其中发射波长固定在610nm处。
具体实施方式
为了更好地理解本发明及它的其它目的、优点和能力，结合以上附图说明来参照以下公开内容和所附权利要求。
利用荧光光谱法探测其受激状态特性，可以鉴别利用稀土离子掺杂诸如AlN的大带隙氮化物的候选稀土离子。具体而言，氮化铝(6.2eV)的宽带隙允许人们确定在氮化物基质中所独有的激发峰。由于通过取代进入氮化物基质中的稀土离子与氮原子形成四面体配位，因此这些吸收或激发峰对于Al、Ga和In的氮化物或其合金的变化不显著。
由于散射，单个光子在粉末样品中的驻留时间比在单晶或薄膜中更长，因此，与薄膜或单晶相比，优选粉末状材料。因此，较弱的吸收或发射过程被显著增强，从而允许充分研究诸如带缘发射、缺陷发射、用于宇称禁戒的f-f带内跃迁(parity forbidden f-to-f intrab and transition)的激发和发射的基本发光过程。
已发展了用于合成和优化通过适当选择的稀土离子活化的氮化物半导体的新方法。基于活化剂将基质晶格中的电子和空穴对转变成可见光的能力来选择这些活化剂。活化剂离子可由多种类型的离子构成，使得来自各个活化剂离子的发射光谱的叠加会导致具有高效能和显色指数的白光发射。
根据以下步骤进行优选的合成方法。在第一步骤(式1)中，将铝和稀土离子的硝酸盐溶入去离子水中。然后添加所需量的氢氧化铵以形成铝-稀土的复合氢氧化物的半固态凝胶并过滤分离。然后用去离子水漂洗氢氧化物，直到滤液的pH值不再变化。(所有式中aq表示水溶液，S表示固态，g表示气态。)
Figure A20068005207700081
在第二步骤中，洗净的氢氧化物与浓氟化铵溶液在约80℃下按下式反应：
Figure A20068005207700082
然后将第二步骤的氟化物产物引入炉中并在200℃下将其干燥12小时。一旦氟化物产物(NH4)3Al1-xRExF6变干，则在高温下在超高纯度的氨气气氛中对其加热(优选在约900℃下加热约2.5小时)来将氟化物完全转变成氮化物。该步骤可表示为：
Figure A20068005207700083
通过在第一步骤中使用不同的硝酸盐量来控制最终产物AlxRE1-xN的合金组成以及稀土掺杂剂的浓度。
已经发现，除了六氟化物(NH4)3AlxRE1-xF6之外，第二步骤结束时的产物还可包含四氟化物(NH4)AlxRE1-xF4。虽然六氟铝酸铵与Ga和In的六氟化物相比一般是可溶于水，但在步骤2结束时总是留下白色残留物。对该残留物的元素分析表明为在氨解步骤中难以除去的痕量氧。为了得到高纯度的AlN，必须在步骤2结束时除去氧源。通过增加含水氟化铵的量以使其超过化学计量量并通过升高反应温度加速反应动力学来实现这点。两种作用均有助于使式2中的反应向正向移动而完成。随后对步骤3结束时的AlN进行的元素分析发现氧含量更低并且在最终产物中不存在任何第二相。
通过上述方法合成了通过不同稀土离子活化的氮化物半导体。在以下的实例中示范了来自AlN:Dy的黄光发射、来自AlN:Tm的蓝光发射和来自AlN:Tb、AlN:Eu和AlN:Tb，Eu的绿光和红光发射。这些结果表明，通过选择浓度受控的合适离子，可以产生具有高效能和显色指数的白光发射。结果还表明Tb3+可用作Eu3+离子的敏化剂。这对于设计白光发射材料来说特别重要，其原因在于需要相对将通过将e-h对注入活性层来激发的适当选择的敏化剂离子来优化合金组成、而其它的稀土离子将被该活化剂离子敏化。从这点看来，Tb3+对于Eu3+离子的敏化对活性层的设计而言是非常重要的发现，并且是在氮化物基质中第一次被观察到。
AlN:Dy
通过以下的过程合成AlN:Dy(Dy 1原子百分比)粉末样品。在第一步骤(式4)中，将铝和镝的硝酸盐溶于去离子水中。然后添加所需量的氢氧化铵以形成铝-镝-氢氧化物的半固态凝胶，然后过滤分离。用去离子水漂洗氢氧化物至滤液的pH值不再变化。
Figure A20068005207700091
在第二步骤中，洗净的氢氧化物与浓缩的氟化铵溶液按下式反应：
Figure A20068005207700092
然后将氟化物产物引入炉中并在200℃下干燥12小时。一旦产物(NH4)3Al0.99Dy0.01F6变干，则高温下在超高纯度的氨气气氛中对其加热(在900℃下加热2.5小时)将氟化物转变成氮化物。该步骤可表示为：
Figure A20068005207700093
图1表示与通过相同方法合成的未掺杂AlN样品相比AlN:Dy的室温光致发光(PL)光谱。激发波长为250nm。如图1所示，观察到并识别出与Dy3+离子相关的f-f组态内跃迁(f-f intraconfigurational transition)。这些结果表明，在合成的粉末样品中，Dy掺杂剂在三价状态下具有光学活性。在未掺杂AlN的PL光谱中，以峰值在500nm附近的宽的与缺陷相关发射为主。在Dy掺杂的AlN样品中，该缺陷发射被有效抑制。
图1所示的PL光谱表示通过该方法合成的AlN:Dy是黄色磷光体，其在575nm处具有最强的辐射发射(4F9/2-6H13/2)。为了确定导致AlN中的Dy3+4F9/2-6H13/2跃迁的激发过程，用固定在575nm处的发射波长来测量UV可见光激发谱，同时在200nm和560nm之间扫描激发波长。所得光致发光激发(PLE)光谱在图2中示出。
图2中的PLE光谱清楚地表明三种不同的激发机制：(1)AlN基质吸收具有上述带隙能量(hv＜230nm)的光子，从而分别在导带和价带中产生电子和空穴，随后通过向Dy3+离子的非辐射性能量转移激发4f壳层内跃迁；(2)230nm和300nm之间(最大值在250nm处)的宽频带在试验中归因于与缺陷相关的涉及氧的跃迁；和(3)300nm和500nm之间的弱尖峰归因于Dy3+离子的组态内跃迁。可以通过与来自有关YAl3(BO3)4:Dy的文献(G.Dominiak-Dzik，Radiation Measurements 38，557(2004))的数据相比给出Dy3+跃迁的确定。
在表1总结了在AlN中的特征Dy3+的跃迁波长和确定。
Figure A20068005207700101
表1
AlN:Tm
以与上述AlN:Dy样品类似的方式合成AlN:Tm粉末样品。使用硝酸铥Tm(NO3)3替代Dy(NO3)3。图3表示与通过相同方法制成的未掺杂AlN相比AlN:Tm的室温PL光谱。激发波长为250nm。如图3所示，Tm3+的光学跃迁清楚可见。可以通过与来自有关薄膜AlN:Tm的文献(J.B.Gruber，U.Vetter，H.
Figure A20068005207700111
，BZandi and M.F.Reid，Phys.Rev.B.70.245108(2004))和YVO4:Tm(H.Zhang，Solid State Commun.132.527(2004))粉末样品的文献的数据相比给出Tm3+跃迁的确定。这些结果表明，在合成的粉末样品中，Tm掺杂剂在三价状态中具有光学活性。应当注意，在掺杂Tm的AlN样品中，当与未掺杂的AlN相比较时，缺陷发射被有效抑制。
PL光谱以Tm3+的组态内f-f壳层跃迁为主。峰值波长为792nm的最强发射可归因于Tm3+的3H4-3H6。由1G4-3H6跃迁所导致的在481nm附近的蓝光发射对于该材料在固态照明设备应用中作为蓝光发射体的应用是有用的。
为了确定导致AlN中Tm3+的3H4-3H6跃迁的激发过程，用固定在792nm处的发射波长测量UV可见光激发光谱，同时在200nm和700nm之间扫描激发波长。在图4中示出光致发光激发(PLE)光谱。
图4中的PLE光谱清楚地表明三种不同的激发机制：(1)AlN基质吸收具有上述带隙能量(hv＜230nm)的光子，从而分别在导带和价带中产生电子和空穴，随后通过从电子-空穴对向Tm3+离子的非辐射性能量转移激发4f壳层内跃迁；(2)230nm和325nm之间(最大值在250nm处)的宽频带在试验中归因于与缺陷相关的涉及氧的跃迁；和(3)300nm和500nm之间的弱尖峰归因于Tm3+离子的组态内跃迁。
在表2中总结了在AlN中的特征Tm3+的跃迁波长和确定。
表2
Figure A20068005207700112
AlN:Tb
以与上述AlN:Dy样品类似的方式合成AlN:Tb粉末样品。使用硝酸铽Tb(NO3)3替代Dy(NO3)3。
图5表示AlN:Tb在270～800nm的波长范围内的室温PL光谱。激发波长为250nm。如图5所示，与Tb3+相关的光学跃迁清楚可见。270nm和800nm之间的光谱以Tb3+的组态内f-f壳层跃迁为主。可以通过与来自有关薄膜AlN:Tb的文献(W.M.Jadwisienczak，H.Z.Lozykowski，F.Perjeru，H.Chen，M.Kordesceh，and I.G.Brown，Appl.Phys.Lett.76，3376(2000))的数据相比较给出Tb3+跃迁的确定。这些结果表明，在合成的粉末样品中，Tb掺杂剂在三价状态下具有光学活性。由5D4-7F5f-f跃迁所导致的542nm附近的发射对于该材料在固态照明设备应用中作为浅黄光-绿光发射体的应用是有用的。
为了确定导致AlN中Tb3+5D4-7F5跃迁的激发过程，用固定在542nm处的发射波长测量UV可见光激发光谱，同时在200nm和525nm之间扫描激发波长。图6中示出所获得的PLE光谱。
图6中的PLE光谱清楚地表明三种不同的激发机制：(1)AlN基质吸收具有上述带隙能量(hv＜230nm)的光子，从而分别在导带和价带中产生电子和空穴，随后通过从电子-空穴对向Tb3+离子的非辐射性能量转移激发4f壳层内跃迁；(2)230nm和500nm之间(最大值在300nm处)的宽频带在该点未确定；和(3)300nm和525nm之间的弱尖峰归因于Tb3+离子的组态内跃迁。
在表3中总结了在AlN中的特征Tb3+跃迁波长和确定。
表3
Figure A20068005207700121
AlN:Tb，Eu
a)Tb相关发射：
图7显示与通过相同方法制成的未掺杂AlN相比AlN:Tb，Eu在300～600nm的波长范围内的室温PL光谱。激发波长为250nm。如图7所示，与Tb3+相关的光学跃迁清楚可见。300nm和600nm之间的光谱以Tb3+的组态内f-f壳层跃迁为主。应当注意，在掺杂Tb的AlN样品中，当与未掺杂的AlN相比较时，缺陷发射被有效抑制。
b)Eu相关发射：
在AlN:Tb，Eu中还观察到Eu3+离子的强发光特性。图8显示与通过相同方法制成的未掺杂AlN相比AlN:Tb，Eu样品在580～750nm的波长范围内的室温PL光谱。激发波长为250nm。如图8所示，与Eu3+相关的光学跃迁清楚可见。可以通过与来自有关LaF3:Eu单晶的文献(W.T.Carnall，G.L.Goodman，K.Rajnak，and R.S.Rana，J.Chem.Phys.90，3443(1989))的数据相比较给出这些Eu3+跃迁的确定。Eu离子在三价状态下具有光学活性。应当注意，当与未掺杂的AlN相比较时，缺陷发射被有效抑制。由于5D0-7F2f-f跃迁所导致的在610nm附近的红光发射对于该材料在固态照明设备应用中作为红光发射体的应用是有用的。
为了确定导致AlN中Eu3+5D0-7F2跃迁的激发过程，用固定在610nm处的发射波长测量UV可见光激发光谱，同时在200nm和525nm之间扫描激发波长。图9中示出所获得的PLE光谱。
图9中的PLE光谱清楚地表明三种不同的激发机制：(1)AlN基质吸收带隙能量上方的光子，从而分别在导带和价带中产生电子和空穴，随后通过从电子-空穴对向Eu3+离子的非辐射性能量转移激发4f壳层内跃迁；(2)最大值分别在240和280nm处的两个较宽的频带起因在该点不确定；和(3)300nm和575nm之间的弱尖峰归因于Eu3+离子的组态内跃迁(通过与来自有关掺杂Eu+的氟化物玻璃的文献(M.Dejneka，E.Snitzer，and R.E.Riman，J.Lumin.65，227(1995))的数据相比较给出Eu3+跃迁的确定)；以及(4)在487nm处的弱尖峰可归因于Tb3+7F6-5D4跃迁。以前已经在Eu3+和Tb3+共掺杂的CaWO4中观察到了从Tb3+到Eu3+的能量转移(M.V.Nazarov，D.Y.Jeon，J.H.Kang，E.G.Popovici，L.E.Muresan，M.V.Zamoryanskaya，B.S.Tsukerblat，Solid State Communications 131，307(2004))。Eu3+激发的过程可归因于：
5D4(Tb3+)+7F0(Eu3+)→7F5(Tb3+)+5D1(Eu3+)
在表4中总结了在AlN中的特征Eu3+跃迁波长和确定。
表4
Figure A20068005207700141
AlN:Eu
图10表示AlN:Eu粉末样品的室温PL光谱。激发波长固定在250nm(实线)和464nm(虚线)处。与所讨论的其它样品相反，在用250nm激发时，源自缺陷状态的发射显得非常强。尽管如此，在550nm～700nm的光谱范围中，在f簇(f-manifold)内观察到尖锐的多重谱线跃迁。在直接在与从基态能级7F0向受激能级5D2的跃迁对应的464nm处激发Eu3+之后，获得了AlN中Eu3+的解析清楚的干净光谱，几乎没有缺陷发射。
为了确定导致Eu3+f-f组态内跃迁的激发过程，用固定在610nm(与5D0向7F2跃迁对应)处的发射波长测量UV可见光激发光谱。PLE光谱(图11)显出类似的激发过程，即，通过300nm和560nm之间的缺陷激发、在250nm附近通过源自基质的能量转移激发和在fN-簇内通过其自身的激发状态能级直接激发。但是，250nm附近的宽峰不如Tm3+和Tb3+的情况那样明显。
可以将从AlN中的Dy3+、Tm3+、Tb3+和Eu3+观察到的发射进行优化以用于固态装置中的黄光、蓝光、绿光和红光发射。已经表明，基质氮化物晶格和缺陷发射通过非辐射能量转移过程使所有这些稀土离子敏化。还表明可以使用Tb3+作为氮化物基质中的Eu3+的敏化剂。
虽然已示出和说明了目前被视为本发明的优选实施例的实施例，但是，对于本领域技术人员来说，很显然可以在不背离由所附的权利要求限定的本发明范围的情况下进行各种变化和修改。

Claims (19)

1.一种用于制造稀土活化的氮化铝的方法，包括：
(a)形成包含铝和稀土金属的含水混合物；
(b)沉淀析出铝和所述稀土金属的混合氢氧化物；
(c)使所述混合氢氧化物与氟化铵反应以形成铝和所述稀土金属的氟化物化合物；
(d)干燥所述氟化物化合物；和
(e)使所述干燥的氟化物化合物与氨气反应以形成所述稀土活化的氮化铝。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述稀土金属选自Dy、Tb、Eu、Tm、Ho、Sm、Er、Nd、Pr、Gd及其组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述稀土金属选自Dy、Tb、Eu、Tm及其组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中通过溶解硝酸铝和所述稀土金属的硝酸盐形成所述含水混合物。
5.根据权利要求4所述的方法，其中通过将氢氧化铵添加到所述含水混合物中来沉淀析出所述混合氢氧化物。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述混合氢氧化物在约80℃下与按化学计量比过量的氟化铵反应。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述氟化物化合物在约900℃下与氨气反应。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述氟化物化合物是六氟化物化合物。
9.根据权利要求1所述的方法，其中过滤所述混合氢氧化物以产生滤液，并且漂洗所述混合氢氧化物直到所述滤液的pH值不再变化。
10.一种用于制造稀土活化的氮化铝的方法，包括：
(a)通过溶解硝酸铝和稀土金属的硝酸盐来形成含水混合物；
(b)通过向所述含水混合物添加氢氧化铵来沉淀析出铝和所述稀土金属的混合氢氧化物；
(c)在高温下使所述混合氢氧化物与按化学计量比过量的氟化铵反应以形成铝和所述稀土金属的六氟化物化合物；
(d)干燥所述六氟化物化合物；和
(e)使所述干燥的六氟化物化合物与氨气反应以形成所述稀土活化的氮化铝。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述稀土金属选自Dy、Tb、Eu、Tm、Ho、Sm、Er、Nd、Pr、Gd及其组合。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述稀土金属选自Dy、Tb、Eu、Tm及其组合。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述氟化物化合物在约900℃下与氨气反应。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述混合氢氧化物在约80℃下与所述过量氟化铵反应。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述稀土金属选自Dy、Tb、Eu、Tm及其组合。
16.根据权利要求10所述的方法，其中过滤所述混合氢氧化物以产生滤液，并且漂洗所述混合氢氧化物直到所述滤液的pH值不再变化。
17.一种稀土活化的氮化铝粉末，包含氮化铝颗粒，所述氮化铝颗粒具有基本均匀分布在每个颗粒中的稀土掺杂剂。
18.根据权利要求17所述的稀土活化的氮化铝粉末，其中所述稀土掺杂剂选自Dy、Tb、Eu、Tm、Ho、Sm、Er、Nd、Pr、Gd及其组合。
19.根据权利要求17所述的稀土活化的氮化铝粉末，其中所述稀土掺杂剂选自Dy、Tb、Eu、Tm及其组合。
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