CN105696077A - 一种铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料及其晶体生长方法 - Google Patents

一种铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料及其晶体生长方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105696077A
CN105696077A CN201610087464.XA CN201610087464A CN105696077A CN 105696077 A CN105696077 A CN 105696077A CN 201610087464 A CN201610087464 A CN 201610087464A CN 105696077 A CN105696077 A CN 105696077A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thulium
chromium
holmium
growth
raw material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610087464.XA
Other languages
English (en)
Inventor
张庆礼
林东晖
刘文鹏
孙贵花
罗建乔
彭方
殷绍唐
窦仁勤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongke Jiuyao Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhongke Jiuyao Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongke Jiuyao Technology Co Ltd filed Critical Zhongke Jiuyao Technology Co Ltd
Priority to CN201610087464.XA priority Critical patent/CN105696077A/zh
Publication of CN105696077A publication Critical patent/CN105696077A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16—Oxides
    • C30B29/22—Complex oxides
    • C30B29/30—Niobates; Vanadates; Tantalates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

本发明公开一种铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料，由以下化学式组成：CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4，0＜x≤0.2，0.0001≤y≤0.1，0.0001≤z≤0.1。本发明还公开上述铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料的晶体生长方法，包括：将含铬化合物、含铥化合物、含钬化合物、含钪化合物、含钽化合物混合均匀，进行合成反应得到化学式为CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4的多晶原料；将化学式为CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4的多晶原料进行压制得到生长晶体原料；将生长晶体原料加热至熔融状态得到晶体生长初始熔体，然后采用熔体法晶体生长方法进行生长得到铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料。

Description

一种铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料及其晶体生长方法
技术领域
本发明涉及发光材料和晶体生长技术领域，尤其涉及一种铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料及其晶体生长方法。
背景技术
在低对称性的晶体中，对于处于低对称性的发光激活离子如稀土离子Ho3+、过渡族离子Cr3+来说，低对称性有利于解除跃迁宇称禁戒，增强发光效率，同时低对称性晶体有各向异性物理性质，利用其作为激光工作物质时可直接获得偏振激光。钽酸钪属于单斜晶系，其中Sc离子的格位对称性为C2，当掺杂激活离子替代Sc离子的格位时，激活离子将占据C2对称格位，有利于晶场能级分裂加宽及发光跃迁的宇称禁戒解除，提高发光效率，有望用作荧光和激光材料，在显示、激光技术等领域获得应用。
发明内容
本发明提出了一种铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料及其晶体生长方法，获得性能优良的发光材料，有望用于显示和激光技术领域。
本发明提出的一种铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料，具有以下化学式组成：CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4，其中0＜x≤0.2，0.0001≤y≤0.1，0.0001≤z≤0.1。
本发明还提出的上述铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料的晶体生长方法，包括如下步骤：
S1、将含铬化合物、含铥化合物、含钬化合物、含钪化合物、含钽化合物混合均匀后，进行合成反应得到化学式为CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4的多晶原料；
S2、将化学式为CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4的多晶原料进行压制得到生长晶体原料；
S3、将生长晶体原料加热至熔融状态得到晶体生长初始熔体，然后采用熔体法晶体生长方法进行生长得到铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料。
优选地，S1中，合成反应为高温固相反应、液相合成或气相合成。
优选地，S1的具体操作如下：按摩尔份将x份Cr2O3、y份Tm2O3、z份Ho2O3、(1-x-y-z)份Sc2O3和1份Ta2O5混合均匀后，升温至1500～1600℃进行固相反应得到化学式为CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4的多晶原料；
其反应方程式如下：
优选地，S2的具体操作步骤为：将化学式为CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4的多晶原料进行压制，然后烧结得到生长晶体原料，烧结温度为1500～1600℃，烧结时间为10～96h。
优选地，S3中，熔体法晶体生长方法为提拉法、坩埚下降法、温梯法、热交换法、泡生法、顶部籽晶法、助熔剂晶体生长方法中的一种。
优选地，S3中，当熔体法晶体生长方法为提拉法、坩埚下降法或顶部籽晶法时，采用籽晶定向生长，籽晶为CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4或ScTaO4单晶。
优选地，籽晶方向为<100>、<010>或<001>方向。
优选地，当铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料中某种元素的分凝系数为k，k＝0.01～1，则其中m为S1中含该元素化合物的质量，n为该元素在CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4中所含物质的量，M为含该元素化合物的摩尔质量。
本发明所得CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4可用作发光显示材料、2μm激光工作物质等。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明还提出的上述铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料的晶体生长方法，包括如下步骤：
S1、按摩尔份将0.02份Cr2O3、0.03份Tm2O3、0.005份Ho2O3、0.945份Sc2O3和1份Ta2O5混合均匀后，升温至1550℃进行固相反应得到化学式为Cr0.02Tm0.03Ho0.005Sc0.945TaO4的多晶原料；
其反应方程式如下：
S2、将化学式为Cr0.02Tm0.03Ho0.005Sc0.945TaO4的多晶原料进行压制，然后烧结得到生长晶体原料，烧结温度为1550℃，烧结时间为56h；
S3、将生长晶体原料加热至熔融状态得到晶体生长初始熔体，然后采用提拉法进行籽晶定向生长得到铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料，籽晶为Cr0.02Tm0.03Ho0.005Sc0.945TaO4单晶，籽晶方向为<100>方向。
实施例2
本发明还提出的上述铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料的晶体生长方法，包括如下步骤：
S1、按摩尔份将0.2份Cr2O3、1份Tm2O3、0.1份Ho2O3、0.6份Sc2O3和1份Ta2O5混合均匀后，升温至1590℃进行固相反应得到化学式为Cr0.2Tm0.1Ho0.1Sc0.6TaO4的多晶原料，其中Tm元素的分凝系数为0.1；
其反应方程式如下：
S2、将化学式为Cr0.2Tm0.1Ho0.1Sc0.6TaO4的多晶原料进行压制，然后烧结得到生长晶体原料，烧结温度为1530℃，烧结时间为90h；
S3、将生长晶体原料加热至熔融状态得到晶体生长初始熔体，然后采用坩埚下降法进行籽晶定向生长得到铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料，籽晶为Cr0.2Tm0.1Ho0.1Sc0.6TaO4单晶，籽晶方向为<010>方向。
实施例3
本发明还提出的上述铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料的晶体生长方法，包括如下步骤：
S1、按摩尔份将0.1份Cr2O3、0.0001份Tm2O3、0.01份Ho2O3、0.8998份Sc2O3和1份Ta2O5混合均匀后，升温至1520℃进行固相反应得到化学式为Cr0.1Tm0.0001Ho0.0001Sc0.8998TaO4的多晶原料，其中Ho元素的分凝系数为0.01；其反应方程式如下：
S2、将化学式为Cr0.1Tm0.0001Ho0.0001Sc0.8998TaO4的多晶原料进行压制，然后烧结得到生长晶体原料，烧结温度为1580℃，烧结时间为15h；
S3、将生长晶体原料加热至熔融状态得到晶体生长初始熔体，然后采用顶部籽晶法进行籽晶定向生长得到铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料，籽晶为ScTaO4单晶，籽晶方向为<001>方向。
实施例4
本发明还提出的上述铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料的晶体生长方法，包括如下步骤：
S1、按摩尔份将0.1份Cr2O3、0.01份Tm2O3、0.01份Ho2O3、0.93份Sc2O3和1份Ta2O5混合均匀后，升温至1580℃进行固相反应得到化学式为Cr0.05Tm0.01Ho0.01Sc0.93TaO4的多晶原料，其中Cr元素的分凝系数为0.5；
其反应方程式如下：
S2、将化学式为Cr0.05Tm0.01Ho0.01Sc0.93TaO4的多晶原料进行压制得到生长晶体原料；
S3、将生长晶体原料加热至熔融状态得到晶体生长初始熔体，然后采用热交换法进行生长得到铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料，其特征在于，具有以下化学式组成：CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4，其中0＜x≤0.2，0.0001≤y≤0.1，0.0001≤z≤0.1。
2.一种如权利要求1所述铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料的晶体生长方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将含铬化合物、含铥化合物、含钬化合物、含钪化合物、含钽化合物混合均匀后，进行合成反应得到化学式为CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4的多晶原料；
S2、将化学式为CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4的多晶原料进行压制得到生长晶体原料；
S3、将生长晶体原料加热至熔融状态得到晶体生长初始熔体，然后采用熔体法晶体生长方法进行生长得到铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料。
3.根据权利要求2所述铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料的晶体生长方法，其特征在于，S1中，合成反应为高温固相反应、液相合成或气相合成。
4.根据权利要求2或3所述铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料的晶体生长方法，其特征在于，S1的具体操作如下：按摩尔份将x份Cr2O3、y份Tm2O3、z份Ho2O3、(1-x-y-z)份Sc2O3和1份Ta2O5混合均匀后，升温至1500～1600℃进行固相反应得到化学式为CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4的多晶原料。
5.根据权利要求2-4任一项所述铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料的晶体生长方法，其特征在于，S2的具体操作步骤为：将化学式为CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4的多晶原料进行压制，然后烧结得到生长晶体原料，烧结温度为1500～1600℃，烧结时间为10～96h。
6.根据权利要求2-5任一项所述铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料的晶体生长方法，其特征在于，S3中，熔体法晶体生长方法为提拉法、坩埚下降法、温梯法、热交换法、泡生法、顶部籽晶法、助熔剂晶体生长方法中的一种。
7.根据权利要求6所述铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料的晶体生长方法，其特征在于，S3中，当熔体法晶体生长方法为提拉法、坩埚下降法或顶部籽晶法时，采用籽晶定向生长，籽晶为CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4或ScTaO4单晶。
8.根据权利要求7所述铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料的晶体生长方法，其特征在于，籽晶方向为<100>、<010>或<001>方向。
9.根据权利要求2-8任一项所述铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料的晶体生长方法，其特征在于，当铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料中某种元素的分凝系数为k，k＝0.01～1，则其中m为S1中含该元素化合物的质量，n为该元素在CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4中所含物质的量，M为含该元素化合物的摩尔质量。
CN201610087464.XA 2016-02-16 2016-02-16 一种铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料及其晶体生长方法 Pending CN105696077A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610087464.XA CN105696077A (zh) 2016-02-16 2016-02-16 一种铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料及其晶体生长方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610087464.XA CN105696077A (zh) 2016-02-16 2016-02-16 一种铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料及其晶体生长方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105696077A true CN105696077A (zh) 2016-06-22

Family

ID=56222968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610087464.XA Pending CN105696077A (zh) 2016-02-16 2016-02-16 一种铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料及其晶体生长方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105696077A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101445727A (zh) * 2008-12-30 2009-06-03 中国科学院安徽光学精密机械研究所 掺杂铌酸盐、钽酸盐及其混晶发光材料及其熔体法晶体生长方法
CN103451732A (zh) * 2013-09-17 2013-12-18 朱回军 稀土钽酸盐CrxTmyHozGd1-x-y-zTaO4发光材料
CN103497767A (zh) * 2013-09-17 2014-01-08 王金华 稀土钽酸盐CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4发光材料及其熔体法晶体生长方法
CN103710024A (zh) * 2013-12-27 2014-04-09 中国科学院合肥物质科学研究院 Ho及Tm、Cr、Yb共掺杂钽酸盐铌酸盐发光材料及其熔体法晶体生长方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101445727A (zh) * 2008-12-30 2009-06-03 中国科学院安徽光学精密机械研究所 掺杂铌酸盐、钽酸盐及其混晶发光材料及其熔体法晶体生长方法
CN103451732A (zh) * 2013-09-17 2013-12-18 朱回军 稀土钽酸盐CrxTmyHozGd1-x-y-zTaO4发光材料
CN103497767A (zh) * 2013-09-17 2014-01-08 王金华 稀土钽酸盐CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4发光材料及其熔体法晶体生长方法
CN103710024A (zh) * 2013-12-27 2014-04-09 中国科学院合肥物质科学研究院 Ho及Tm、Cr、Yb共掺杂钽酸盐铌酸盐发光材料及其熔体法晶体生长方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102071462A (zh) 钽铌酸铋发光材料及其熔体法晶体生长方法
CN103497767A (zh) 稀土钽酸盐CrxTmyHozSc1-x-y-zTaO4发光材料及其熔体法晶体生长方法
CN102575382B (zh) 单晶及其制造方法、以及光隔离器及使用其的光加工器
CN103710755A (zh) 稀土共掺激活的钇铝钪石榴石发光材料及其熔体法晶体生长方法
CN101445727A (zh) 掺杂铌酸盐、钽酸盐及其混晶发光材料及其熔体法晶体生长方法
CN101796227B (zh) 碳化硅单晶的生长方法
CN106978629A (zh) 用于控制钆‑镓石榴石闪烁体中的镓含量的方法
CN103451732A (zh) 稀土钽酸盐CrxTmyHozGd1-x-y-zTaO4发光材料
CN101113532B (zh) 激光和非线性光学磷酸铋晶体及其制备和用途
CN103710024A (zh) Ho及Tm、Cr、Yb共掺杂钽酸盐铌酸盐发光材料及其熔体法晶体生长方法
CN104790039A (zh) 一种用提拉法生长铽石榴石晶体的方法
CN101307496B (zh) 钆钇钪镓石榴石晶体gysgg及其熔体法晶体生长方法
CN105648532A (zh) 一种铬、铥、钬掺杂钽酸铋发光材料及其晶体生长方法
CN105624788A (zh) 一种铥、钬掺杂钽酸铋发光材料及其晶体生长方法
CN105696075A (zh) 一种铬、铥、钬掺杂钽酸镥发光材料及其晶体生长方法
CN105696076A (zh) 一种铬、铥、钬掺杂钽酸钇发光材料及其晶体生长方法
CN102071463B (zh) 掺杂稀土锗镓酸盐RExLn1-xGaGe2O7发光材料及其熔体法晶体生长方法
CN105624789A (zh) 一种铬、铥、钬掺杂钽酸钆发光材料及其晶体生长方法
CN105696077A (zh) 一种铬、铥、钬掺杂钽酸钪发光材料及其晶体生长方法
CN100494518C (zh) 一种近化学计量比铌酸锂晶体的生长方法
CN105568384A (zh) 一种铥、钬掺杂铌酸铋发光材料及其晶体生长方法
CN105696074A (zh) 一种铬、铥、钬掺杂铌酸铋发光材料及其晶体生长方法
JP2012046384A (ja) ＳｉＣ単結晶の製造方法
CN101363131B (zh) 一种助熔剂生长法中顶部籽晶重入技术
CN103305916A (zh) 一种Ho掺杂LaVO4发光材料及其熔体法晶体生长方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160622