CN117736735A - 一种能产生圆偏振光的复合发光材料及其制备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能产生圆偏振光的复合发光材料及其制备，属于圆偏振发光技术领域。本发明通过将掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜与胆甾相液晶结合而成能产生圆偏振光的复合材料，具有更强的手性光调制效率以及比天然材料更高的圆二色光谱值，发光效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种能产生圆偏振光的复合发光材料及其制备，属于圆偏振发光技术领域。
背景技术
圆偏振发光(CPL)是一种电磁波，当传播方向相同，振动方向相互垂直的两平面偏振光叠加后可合成电矢量有规则变化的发光现象，分为左旋和右旋圆偏振光，反映的是手性发光体系的激发态，在3D显示、光电器件、信息存储、光催化不对称合成和生物探针等领域具有广泛的应用。
目前，手性超分子自组装体系是研究CPL产生、传递、放大的最主要的载体，具有CPL特性的多级手性超分子结构不仅能赋予非手性发色团手性，还能实现不对称因子glum的显著放大。但是超分子溶/凝胶体系质软、有序度有限，很难提供高度有序和精准的微观结构，因而无法满足手性发光材料研究的深层次需求。
卤氧化铋作为一种新型的半导体，尤其是片状结构的卤化氧铋材料，以其优异的物理性能及化学活性引起了行业的普遍关注，但是掺杂稀土离子的卤氧化铋只能发射自然光，无法发射圆偏振光。将掺杂稀土离子的二维材料赋予手性，可望作为一种新颖的纳米材料可以直接产生圆偏振光，且具有更强的手性光调制效率和比天然材料更高的圆二色光谱值，将有效地提高材料的发光效率。
传统物理方法加工的手性二维材料可控自由度低，限制了光调控的维度。研究表明，化学法如溶剂热法、水热法在制备掺杂稀土离子二维材料发光上表现出较大的优势，可调节的实验因素较多，容易制备出各种形貌的二维发光材料，因此，在制备掺杂稀土离子的手性二维材料的问题上，我们采用化学法去设计制备掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜。
基于此，本发明提供一种能产生圆偏振光的复合发光材料及其制备，通过掺杂稀土离子的手性卤氧化铋薄膜与胆甾相液晶结合，能够直接产生圆偏振光和具有比天然材料更高的圆二色光谱值，而且有效地提高材料的发光效率。
发明内容
为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种能产生圆偏振光的复合发光材料及其制备，其具体制备方式如下所述：
(1)在导电玻璃上涂抹垂直取向剂。
(2)在掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜的三边涂抹光学粘合剂，然后与涂有垂直取向剂的导电玻璃面对面对齐结合，掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜与涂有垂直取向剂的导电玻璃之间形成空隙，最终得到一个导电膜玻璃盒体。
(3)用毛细管向步骤(2)中得到导电膜玻璃盒体的空隙内注入胆甾相液晶液，最后采用光学粘合剂密封注入口，得到能产生圆偏振光的复合发光材料。
优选的，步骤(1)中的导电玻璃为掺杂氟的氧化锡透明导电玻璃(FTO玻璃)、氧化铟锡透明导电玻璃(ITO玻璃)中的一种。
优选的，步骤(1)中垂直取向剂(PAPI)购买于南京宁萃光学科技有限公司。
优选的，步骤(2)中掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜的化学通式为BiEryYbxOX-Y；其中，X为Cl、Br中的任意一种或者两种，Y为D-山梨醇，x为0.05～0.3，y为0.001～0.1。
更优选的，步骤(2)中掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜的化学通式为BiEr0.08Yb0.2OX-Y；其中，X为Br，Y为D-山梨醇。
优选的，步骤(2)中掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜，具体制备方式如下所述：
a、以硝酸铋、氧化镱、氧化铒、卤盐和D-山梨醇为原料，按Yb离子：Er离子摩尔为x：y进行配置，其中，x为0.05～0.3，y为0.001～0.1；加入浓硝酸溶解，然后再加入乙二醇或者乙二醇的水溶液，最终配成总溶液浓度为0.1～2mol/L的溶液，搅拌均匀，调节pH值至2～5，将导电玻璃与配成的总溶液转入带有聚四氟乙烯内衬的水热釜中，聚四氟乙烯内衬的水热釜的装填度为0.4～0.8，进行溶剂热反应，溶剂热反应的温度为110～250℃，反应时间为2～25小时；其中，卤盐为卤化钾或卤化钠。
b、将步骤a反应产物进行洗涤，烘干，在300～600℃高温煅烧1～4h，即制得掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜。
优选的，步骤a中所述导电玻璃为掺杂氟的氧化锡透明导电玻璃(FTO玻璃)、氧化铟锡透明导电玻璃(ITO玻璃)中的一种。
更优选的，步骤(2)中掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜，具体制备方式如下所述：
a、以Bi(NO3)3.5H2O、D-山梨醇(D-SOr)和NaBr为原料，按Bi离子：Yb离子：Er离子：D-SOr：Cl离子的摩尔比＝0.945：0.02：0.008：0.1：1进行配置，先用浓硝酸溶解氧化镱，氧化铒，然后将所有原料溶解于有机溶剂乙二醇中，并配成总溶液浓度为0.8mol/L的溶液；然后将上述溶液加入容器中搅拌混合均匀，并用浓度为1mol/L的盐酸调节pH值为4，将上述配置好的溶液与导电玻璃一同转入带有聚四氟乙烯内衬的水热釜中，装填度为0.4，然后升温至160℃，保温24小时。
b、将步骤a所得导电玻璃薄膜用去离子水、乙醇分别洗涤三次，在烘箱烘干，450℃下热处理3h后，即得到化学组成式为Bi0.945Er0.008Yb0.02OBr-0.1D-SOr手性卤氧化铋薄膜材料。
优选的，步骤(2)中所用的掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜的面积与步骤(1)中所用导电玻璃的面积一样大。
优选的，步骤(2)和步骤(3)中的光学粘合剂购买于南京宁萃光学科技有限公司，型号为NOA65。
优选的，步骤(3)中胆甾相液晶液由向列相液晶与手性剂混合而成，向列相液晶购买于南京宁萃光学科技有限公司，型号为HTW109100-00，手性剂试剂购买于南京宁萃光学科技有限公司，型号为R5011，其中手性剂的质量占向列相液晶与手性剂的总质量的百分比为1.8～2.5％。
优选的，步骤(3)中胆甾相液晶液的用量钨特殊要求，只需将空隙填充满即可。
没有特殊说明，本发明中所有试剂均为常规市售试剂。
本发明的原理：
首先胆甾相液晶不发光，但是胆甾相液晶具有可调节型，当它与掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜结合之后，形成发光复合物会随着胆甾相液晶的变化，发光强度会发生变化。形成的复合物具有双重手性，相比天然材料，具有更高的圆二色光谱值和发光效率高。
本发明的有益效果
(1)本发明掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜与胆甾相液晶结合的材料光响应特性良好，能够直接产生圆偏振光，具有更强的手性光调制效率以及比天然材料更高的圆二色光谱值，发光效率高。
(2)本发明掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜可选用不同卤素作基体和不同浓度的手性材料复合制成，胆甾相液晶可由向列相液晶材料与手性剂结合制备而成；其制备方法步骤容易操作，操作条件易控制，且易于制备出各种不同的液晶材料。
(3)本发明掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜材料与胆甾相液晶结合可作为信息功能材料，可望作为一种新颖的发光材料，用于发光增强，且直接产生圆偏振光等领域的科学研究，增大手性材料科研领域探索范围。
附图说明
图1为实施例1制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合而成材料的吸收光谱图。
图2为实施例2制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶组合而成材料的吸收光谱图。
图3为实施例3制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合而成材料的吸收光谱。
图4为实施例1制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜材料的SEM图谱。
图5为实施例1制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜材料的SEM图谱。
图6为在980nm激光激发下BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合成的材料与BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶组合成的材料和BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合成的材料对比发光强度图谱。
图7为在980nm激光激发下BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜材料的发光强度图谱与BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合成的材料，BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶组合成的材料和BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合成的材料的透射光谱的结合对比。
图8为BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜在980nm激光激发下的发光光谱图。
图9为实施例1制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合成的材料在980nm激发下产生圆偏振光光谱。
图10为实施例1制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合成的材料在980nm激发下产生圆偏振光光谱。
图11为实施例2制备的的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶组合成的材料在980nm激发下产生圆偏振光光谱。
图12为实施例2制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶组合成的材料在980nm激发下产生圆偏振光光谱。
图13为实施例3制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合成的材料在980nm激发下产生圆偏振光光谱；
图14为实施例3制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合成的材料在980nm激发下产生圆偏振光光谱。
图15为在980nm激发下产生圆偏振光的实验装置示意图。
图16为实施例1制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合成的材料在980nm激发下发光光谱。
图17为实施例2制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶组合成的材料在980nm激发下发光光谱。
图18为实施例3制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合成的材料在980nm激发下发光光谱。
具体实施方式
下面结合具体实施例本发明作进一步的详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
一种能产生圆偏振光的复合发光材料，具体制备步骤如下所述：
(1)以Bi(NO3)3·5H2O、Yb2O3、Er2O3、D-山梨醇(D-SOr)和NaBr为原料，按Bi离子：Yb离子：Er离子：D-SOr：Cl离子的摩尔比＝1：0.02：0.008：1：1进行配置，先用浓硝酸溶解氧化镱，氧化铒，然后将所有原料溶解于有机溶剂乙二醇中，并配成总溶液浓度为0.8mol/L的溶液；然后将上述溶液加入容器中搅拌混合均匀，并用浓度为1mol/L的盐酸调节pH值为4，将上述配置好的溶液与FTO玻璃一同转入带有聚四氟乙烯内衬的水热釜中，装填度为0.4，然后升温至160℃，保温24小时。
(2)将步骤(1)所得FTO薄膜用去离子水、乙醇分别洗涤三次，在烘箱烘干，在450℃下热处理3h后，即得到化学组成式为BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr手性卤氧化铋薄膜材料。
(3)在步骤(2)制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr手性卤氧化铋薄膜的三边涂抹光学粘合剂NOA65，然后与涂有垂直取向剂的FTO玻璃板结合，BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr手性卤氧化铋薄膜与涂有垂直取向剂的FTO板之间形成空隙，最终得到一个FTO盒体。
(4)用毛细管向步骤(3)中得到的FTO盒体的空隙内注入向列相液晶与手性剂混合而成的胆甾相液晶，其中手性剂的质量占向列相液晶与手性剂的总质量的百分比为1.8％，最后采用光学粘合剂密封注入口，得到能产生圆偏振光的复合发光材料BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶。
实施例2
一种能产生圆偏振光的复合发光材料，具体制备步骤如下所述：
(1)以Bi(NO3)3·5H2O、Yb2O3、Er2O3、D-山梨醇(D-SOr)和NaBr为原料，按Bi离子：Yb离子：Er离子：D-SOr：Cl离子的摩尔比1：0.02：0.008：1：1进行配置，先用浓硝酸溶解氧化镱，氧化铒，然后将所有原料溶解于有机溶剂乙二醇中，并配成总溶液浓度为0.8mol/L的溶液；然后将上述溶液加入容器中搅拌混合均匀，并用浓度为1mol/L的盐酸调节pH值为4，将上述配置好的溶液与ITO玻璃一同转入带有聚四氟乙烯内衬的水热釜中，装填度为0.4，然后升温至160℃，保温24小时。
(2)将步骤(1)所得ITO薄膜用去离子水、乙醇分别洗涤三次，在烘箱烘干，在450℃下热处理3h后，即得到化学组成式为BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr手性卤氧化铋薄膜材料。
(3)在步骤(2)制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr手性卤氧化铋薄膜的三边涂抹光学粘合剂，然后与涂有垂直取向剂的ITO玻璃板结合，BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr手性卤氧化铋薄膜与涂有垂直取向剂的ITO板之间形成空隙，最终得到一个ITO盒体。
(4)用毛细管向步骤(3)中得到的ITO盒体的空隙内注入向列相液晶与手性剂混合而成的胆甾相液晶，其中手性剂的质量占向列相液晶与手性剂的总质量的百分比为2.1％，最后采用光学粘合剂密封注入口，得到能产生圆偏振光的复合发光材料BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶。
实施例3
一种能产生圆偏振光的复合发光材料，具体制备步骤如下所述：
(1)以Bi(NO3)3.5H2O、Yb2O3、Er2O3、D-山梨醇(D-SOr)和NaBr为原料，按Bi离子：Yb离子：Er离子：D-SOr：Cl离子的摩尔比＝1：0.02：0.008：1：1进行配置，先用浓硝酸溶解氧化镱，氧化铒，然后将所有原料溶解于有机溶剂乙二醇中，并配成总溶液浓度为0.8mol/L的溶液；然后将上述溶液加入容器中搅拌混合均匀，并用浓度为1mol/L的盐酸调节pH值为4，将上述配置好的溶液与ITO玻璃一同转入带有聚四氟乙烯内衬的水热釜中，装填度为0.4，然后升温至160℃，保温24小时。
(2)将步骤(1)所得ITO薄膜用去离子水、乙醇分别洗涤三次，在烘箱烘干，在450℃下热处理3h后，即得到化学组成式为BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr手性卤氧化铋薄膜材料。
(3)在步骤(2)制备的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr手性卤氧化铋薄膜的三边涂抹光学粘合剂NOA65，然后与涂有垂直取向剂的FTO玻璃板结合，BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr手性卤氧化铋薄膜与涂有垂直取向剂的FTO板之间形成空隙，最终得到一个FTO盒体。
(4)用毛细管向步骤(3)中得到的FTO盒体的空隙内注入向列相液晶与手性剂混合而成的胆甾相液晶，其中手性剂的质量占向列相液晶与手性剂的总质量的百分比为2.5％，最后采用光学粘合剂NOA65密封注入口，得到能产生圆偏振光的复合发光材料BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶。
对实施例1～实施例3中得到的材料进行相关的测试
实施例1中得到的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合而成材料的吸收光谱图；如图1所示；可以根据其吸收光谱图吸收峰得到其禁带宽度大约为2.58eV。
实施例2中得到的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶组合而成材料的吸收光谱图；如图2所示；可以根据其吸收光谱图的俩个吸收峰分别得到其禁带宽度大约为1.75eV和2.58eV。
实施例3中得到的BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合而成材料的吸收光谱图；如图3所示；可以根据其吸收光谱图的俩个吸收峰分别得到其禁带宽度大约为1.55eV和2.58eV。
在SEM扫描电镜下对实施例1制得的掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜进行检测，该材料在SEM扫描电镜观察下，SEM形貌如图4、图5所示，呈现一个类似右旋花球形貌。
在980nm激光激发下BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合成的材料与BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶组合成的材料和BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合成的材料对比发光强度对比图谱，如图6所示，可以明显的观察出BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶组合成的材料和BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合成的材料的发光强度高于BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合成的材料。
在980nm激光激发下BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜的发光强度图谱与BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合成的材料与BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶组合成的材料和BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合成的材料透射图谱结合对比图，如图7所示，可以看出BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合成的材料和BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合成的材料的透射光谱与在980nm激光激发下BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜的发光强度图谱都有重合部分，推断液晶的光子带隙有可能与薄膜的发光带隙重合。
在980nm激光激发下BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜的发光光谱图，如图8所示，可以看出BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜在在980nm激光激发下发出明显的红光。
在980nm激光激发下BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合成的材料，定义α为起偏器与四分之一波片(QWP)光轴夹角，β为检偏器与四分之一波片(QWP)光轴夹角。当偏振片与四分之一波片(QWP)光轴夹角为α＝β＝45°(LL)或α＝β＝-45°(RR)时，如图9所示，RR的发光强度明显低于LL，LL发光强度低于BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合成的材料。
在980nm激光激发下BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合成的材料，当起偏器与四分之一波片(QWP)光轴方向夹角为α＝45°，检偏器与四分之一波片(QWP)光轴方向夹角为β＝-45°(LR)，或者起偏器与四分之一波片(QWP)光轴方向夹角α＝-45°，检偏器与四分之一波片(QWP)光轴方向夹角为β＝45°(RL)时，如图10所示，LR的发光强度明显低于RL，RL的发光强度低于BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合成的材料。
在980nm激光激发下BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶组合成的材料，当偏振片与四分之一波片(QWP)光轴夹角为α＝β＝45°(LL)或α＝β＝-45°(RR)时，如图11所示，LL的发光强度明显低于RR，RR发光强度低于BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶组合成的材料。
在980nm激光激发下BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶组合成的材料，当起偏器与四分之一波片(QWP)光轴方向夹角为α＝45°，检偏器与四分之一波片(QWP)光轴方向夹角为β＝-45°(LR)，或者起偏器与四分之一波片(QWP)光轴方向夹角α＝-45°，检偏器与四分之一波片(QWP)光轴方向夹角为β＝45°(RL)时，如图12所示，RL的发光强度明显低于LR，LR的发光强度低于BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶组合成的材料。
在980nm激光激发下BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合成的材料，当偏振片与四分之一波片(QWP)光轴夹角为α＝β＝45°(LL)或α＝β＝-45°(RR)时，如图13所示，LL的发光强度明显低于RR，LL发光强度低于BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合成的材料。
在980nm激光激发下BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合成的材料，当起偏器与四分之一波片(QWP)光轴方向夹角为α＝45°，检偏器与四分之一波片(QWP)光轴方向夹角为β＝-45°(LR)，或者起偏器与四分之一波片(QWP)光轴方向夹角α＝-45°，检偏器与四分之一波片(QWP)光轴方向夹角为β＝45°(RL)时，如图14所示，LR的发光强度明显低于RL，RL的发光强度低于BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合成的材料。
实验装置示意图如图15所示，980nm激光经过起偏器和四分之一波片(QWP)后，经过透镜聚焦后打到样品上，样品发出的光首先通过透镜聚焦，通过四分之一波片(QWP)和检偏器，然后再被光谱仪接收。我们调整起偏器与QWP光轴方向之间的夹角，α＝45°形成左旋偏振态(L)激发光；α＝-45°夹角，形成右旋偏振态(R)激发光。
在980nm激光激发下BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-1.8wt％胆甾相液晶组合成的材料发光光谱，如图16所示，根据光谱可以看出，该材料在980nm激发下发出明显的红光。
在980nm激光激发下BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.1wt％胆甾相液晶组合成的材料发光光谱，如图17所示，根据光谱可以看出，该材料在980nm激发下发出明显的红光。
在980nm激光激发下BiEr0.08Yb0.2OBr-D-SOr薄膜-2.5wt％胆甾相液晶组合成的材料发光光谱，如图18所示，根据光谱可以看出，该材料在980nm激发下发出明显的红光。
综上本发明制备合成了能产生圆偏振光的复合发光材料，复合发光材料具有的优点如下：
第一，搭建图15装置能够产生上转换圆偏振光，如图9-图14所示；
第二，液晶材料本身不发光，与掺杂稀土离子(Yb3+，Er3+)的手性BiErYbOBr-D-SOr薄膜结合而发光，发光强度随着液晶材料中的手性掺杂量增加而增强，如图6所示。
第三，掺杂稀土离子(Yb3+，Er3+)的手性BiErYbOBr-D-SOr薄膜与液晶结合而成的材料，随着液晶材料中的手性剂的变化，其禁带宽度也会随之变化如图1-图3所示。
以上实施实例对本发明不同的实施过程进行了详细的阐述，但是本发明的实施方式并不仅限于此，所属技术领域的普通技术人员依据本发明中公开的内容，均可实现本发明的目的，任何基于本发明构思基础上做出的改进和变形均落入本发明的保护范围之内，具体保护范围以权利要求书记载的为准。
Claims (7)
1.一种能产生圆偏振光的复合发光材料的制备，其特征在于：所述复合发光材料由掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜与胆甾相液晶结合而成，具体制备方法如下所述：
(1)在导电玻璃上涂抹垂直取向剂；
(2)在掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜的三边涂抹光学粘合剂，然后与涂有垂直取向剂的导电玻璃面对面对齐结合，掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜与涂有垂直取向剂的导电玻璃之间形成空隙，最终得到一个导电膜玻璃盒体；
(3)用毛细管向步骤(2)中得到导电膜玻璃盒体的空隙内注入胆甾相液晶液，最后采用光学粘合剂密封注入口，得到能产生圆偏振光的复合发光材料。
2.根据权利要求1所述能产生圆偏振光的复合发光材料的制备，其特征在于：步骤(1)中的导电玻璃为掺杂氟的氧化锡透明导电玻璃、氧化铟锡透明导电玻璃中的一种。
3.根据权利要求1所述能产生圆偏振光的复合发光材料的制备，其特征在于：步骤(2)中掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜的化学通式为BiEryYbxOX-Y；其中，X为Cl、Br中的任意一种或者两种，Y为D-山梨醇，x为0.05～0.3，y为0.001～0.1。
4.根据权利要求1所述能产生圆偏振光的复合发光材料的制备，其特征在于：步骤(2)中掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜，具体制备方式如下所述：
a、以硝酸铋、氧化镱、氧化铒、卤盐和D-山梨醇为原料，按Yb离子：Er离子摩尔为x：y进行配置，其中，x为0.05～0.3，y为0.001～0.1；加入浓硝酸溶解，然后再加入乙二醇或者乙二醇的水溶液，最终配成总溶液浓度为0.1～2mol/L的溶液，搅拌均匀，调节pH值至2～5，将导电玻璃与配成的总溶液转入带有聚四氟乙烯内衬的水热釜中，聚四氟乙烯内衬的水热釜的装填度为0.4～0.8，进行溶剂热反应，溶剂热反应的温度为110～250℃，反应时间为2～25小时；其中，卤盐为卤化钾或卤化钠；
b、将步骤a反应产物进行洗涤，烘干，在300～600℃高温煅烧1～4h，即制得掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜。
5.根据权利要求4所述能产生圆偏振光的复合发光材料的制备，其特征在于：步骤a中所述导电玻璃为掺杂氟的氧化锡透明导电玻璃、氧化铟锡透明导电玻璃中的一种。
6.根据权利要求1所述能产生圆偏振光的复合发光材料的制备，其特征在于：步骤(2)中所用的掺杂镱铒稀土离子手性卤氧化铋薄膜的面积与步骤(1)中所用导电玻璃的面积一样大。
7.根据权利要求1所述能产生圆偏振光的复合发光材料的制备，其特征在于：步骤(3)中胆甾相液晶液由向列相液晶与手性剂混合而成，其中手性剂的质量占向列相液晶与手性剂的总质量的百分比为1.8～2.5％。
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