一种双模式发光材料及其制备方法和应用与流程

本申请属于发光材料技术领域，尤其涉及一种双模式发光材料及其制备方法和应用。

背景技术：

下转换是一种从短波长到长波长的光转换过程，被称为斯托克斯频移。而在上转换过程中，通过吸收低能量的多光子，将较长波长的光子转换为较短波长的光子，从而产生高能量发射。目前，双模(同时有上转换和下转换)发射的基质材料在磷酸盐、钨酸盐、硼酸盐和氟化物中的应用越来越广泛。然而，要在一基质材料上实现双模发射是非常困难的，如果发现双模发射，其上转换发射效率很低。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供了一种双模式发光材料及其制备方法和应用，能有效解决现有双模式发光材料中上转换效率低，以及发光强度低的缺陷和不足的技术问题。

本申请第一方面提供了一种双模式发光材料，其化学组成式为：

li1-x-yalsi2o6:xer³ ,yyb³ 式ⅰ；

其中，所述x的数值范围为0.005～0.10；所述y的数值范围为0.001～0.05。

另一实施例中，所述x的数值范围为0.005～0.07；所述y的数值范围为0.001～0.01。

另一实施例中，所述x为0.005、0.01、0.05或0.07；所述y为0.001、0.005、0.007或0.01。

另一实施例中，所述x为0.01；所述y为0.005。

本申请第二方面提供了一种双模式发光材料的制备方法，包括：

按照所述式ⅰ的化学计量比，将锂源、铝源、硅源、铒源和镱源混合，得到混合物；

将所述混合物进行高温固相法预煅烧，得到反应物；

将所述反应物进行高温固相法再煅烧，得到双模式发光材料。

另一实施例中，所述锂源选自碳酸锂或/和氧化锂；

所述铝源选自氧化铝、硝酸铝和磷酸铝中的一种或多种；

所述硅源选自纳米级二氧化硅；

所述铒源选自氧化铒或/和硝酸铒；

所述镱源选自氧化镱或/和硝酸镱。

另一实施例中，所述锂源为碳酸锂；所述铝源为氧化铝；所述硅源为二氧化硅；所述铒源为氧化铒；所述镱源为氧化镱；其中，所述碳酸锂、所述氧化铝、所述二氧化硅、所述氧化铒与所述氧化镱的摩尔比为(1～0.85)：1：2：(0.005～0.10)：(0.001～0.05)。

具体的，本申请的固态反应物的选择方面，li2co3既能提供锂源，又可充当助融剂，降低本申请制备方法中所需要的温度，有利于减少因为温度过高而导致发生团聚，避免因为粉末尺寸较大导致的荧光强度降低的问题。

另一实施例中，所述碳酸锂的摩尔数为1、0.095、0.99、0.95或0.93；所述的氧化铒的摩尔数为0.005、0.01、0.05或0.07；所述氧化镱的摩尔数为0.001、0.005或0.007。

另一实施例中，所述高温固相法预煅烧的温度为600℃～800℃，所述高温固相法预煅烧的时间为4～5h。

另一实施例中，所述高温固相法再煅烧的温度为1200℃～1300℃，所述高温固相法再煅烧的时间为4～5h。

另一实施例中，所述高温固相法再煅烧的温度为1300℃，所述高温固相法再煅烧的时间为5h。

具体的，所述研磨的时间为30～40min。本申请采用高温固相法，固态反应物之间需要充分研磨，研磨时间约30分钟，这样才能保证固态反应物充分混合，相互扩散程度高，并且粉末尺寸较小，有利于er³ ,yb³ 进入lialsi2o6基质晶体结构中，可得到较高荧光强度的双模式发光材料。

本申请第三方面公开了所述式ⅰ的双模式发光材料或所述制备方法制得的式ⅰ双模式发光材料在生物成像或照明器械中的应用。

具体的，本申请的式ⅰ的双模式发光材料可在980nm激发的可见区上转换发光，和紫外光或980nm激发的近红外下转换发光，，本申请的式ⅰ的双模式发光材料具有良好的生物应用前景。

本申请的双模式发光材料是一种稀土掺杂硅酸盐荧光粉的新型材料，通过高温固相法并利用锂源、铝源、硅源、铒源和镱源制得er³ ,yb³ 共掺杂lialsi2o6的双模式发光材料。使本申请的双模式发光材料有着稳定的晶体结构，良好的热稳定性，采用980nm或808nm激光激发可实现上转换发光，采用980nm激光与380nm氙灯激发可实现下转换发光，通过yb³ 共掺杂及yb³ 到er³ 的能量传递实现er³ 的双模荧光增强。980nm或808nm近红外激光具有较好的穿透深度，因此本申请的双模式发光材料具有较好的生物应用前景。能将长波长的近红外光转换为短波长的紫外或可见光，也能将短波长的紫外或可见光转换为长波长的近红外光，同时具有化学稳定性好、组织穿透性强，无自发光和低的细胞毒性等特点，已被广泛应用在生物成像和照明器材等领域。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例1提供的li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)的xrd图谱。

图2为本申请实施例2提供的li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0,0.005,0.01,0.05,0.07)的xrd图谱。

图3为本申请实施例2提供的lialsi2o6和li0.99alsi2o6:0.01er³ 的ft-ir图谱。

图4为本申请实施例1所述的li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0,0.005,0.01,0.05,0.07)荧光粉的uv-vis图。

图5为本申请实施例2所述的li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0,0.01)和li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (x＝0.001,0.005,0.007)荧光粉的uv-vis图。

图6为本申请实施例2提供的li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0.005,0.01,0.05,0.07)在980nm激光激发下的上转换发光发射谱图。

图7为本申请实施例1提供的li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)在980nm激光激发下的上转换发光发射谱图。

图8为本申请实施例2提供的li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0.005,0.01,0.05,0.07)在808nm激光激发下的上转换发光发射谱图。

图9为本申请实施例1提供的li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)在808nm激光激发下的上转换发光发射谱图。

图10为本申请实施例2提供的li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0.005,0.01,0.05,0.07)在980nm激光激发下的下转换发射荧光光谱图。

图11为本申请实施例1提供的li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)在980nm激光激发下的下转换发射荧光光谱图。

图12为本申请实施例2提供的li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)在380nm氙灯激发的下转换发射荧光光谱图。

图13为本申请实施例2制得的lialsi2o6和对比例1制得的lialsi2o6的xrd图谱。

图14为本申请对比例2中步骤4提供的li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0.05,0.10,0.20,0.30)的xrd图谱。

图15为本申请对比例3提供的对照材料的实物图。

具体实施方式

本申请提供了一种双模式发光材料及其制备方法和应用，用于解决现有技术中双模式发光材料中上转换效率低，以及发光强度低的缺陷和不足的技术缺陷。

下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

其中，以下实施例所用原料或试剂均为市售或自制。

本申请实施例提供了一种双模式发光材料，所述双模式发光材料为在可见和近红外双模发光增强的er³ ,yb³ 共掺杂lialsi2o6的荧光粉，组成为li1-x-yalsi2o6:xer³ ,yyb³ ，名称为las:er,yb。

以下实施例的x射线衍射(xrd)表征方法：使用英国malvernpanalytical公司的x射线衍射仪对荧光粉的晶相进行鉴定，2θ范围为10-80°，扫描速率为每分钟5°。

以下实施例的ft-ir光谱检测方法：使用美国thermo-filsher-nicolet6700，用溴化钾压片的方法，扫描范围4000～400cm^-1，分辨率为1cm^-1，扫描次数32。

以下实施例的紫外-可见-近红外性能uv-vis检测方法：使用美国珀金埃尔默lambda950紫外-可见-近红外分光光度计对得到的样品进行检测，内置积分球的直径为150mm，扫描波长范围200nm～2500nm。

以下实施例的在980nm激光(功率3w)激发的上转换发射荧光光谱测试是使用美国horibajobinyvon公司，fluoromax-4荧光光谱仪对以下实施例得到的材料进行检测，用800nm的滤光片，以980nm的红外半导体激光器作为激发光源，激发功率为3w，slit1nm，积分时间0.1s，扫描范围为500～750nm。

以下实施例的在808nm激光(功率1w)激发的上转换发射荧光光谱测试是使用美国horibajobinyvon公司，fluoromax-4荧光光谱仪对以下实施例得到的材料进行检测，用700nm滤光片，以808nm的红外半导体激光器作为激发光源，激发功率为1w，slit2nm，积分时间0.1s，扫描范围为500～750nm。

以下实施例的在980nm激光(功率0.54w)激发的下转换发射荧光光谱的测试是使用英国edingburgh公司，fls980荧光光谱仪对li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0.005,0.01,0.05,0.07)进行检测，以980nm的红外半导体激光器作为激发光源，激发功率为0.54w，slit0.39nm，扫描范围为1400～1600nm。

以下实施例的在380nm氙灯(氙灯功率500w)激发的下转换发射荧光光谱实验，380nm氙灯(氙灯功率500w)对li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0.005,0.01,0.05,0.07)进行检测，以380nm的氙灯作为激发光源，氙灯功率为500w，slit1.99nm，扫描范围为1400～1600nm。

实施例1

本申请实施例提供了在li0.99alsi2o6:0.01er³ 中掺杂不同含量的er³ 制得的双模式发光材料li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)的性能试验，包括如下步骤：

1、分别精确称取碳酸锂、氧化铝、二氧化硅、氧化铒与氧化镱的固体质量，其中碳酸锂、氧化铝、二氧化硅、氧化铒与氧化镱的摩尔比为0.99：1：2：0.01：0；碳酸锂、氧化铝、二氧化硅、氧化铒与氧化镱的摩尔比为0.989：1：2：0.01：0.001；碳酸锂、氧化铝、二氧化硅、氧化铒与氧化镱的摩尔比为0.985：1：2：0.01：0.005；碳酸锂、氧化铝、二氧化硅、氧化铒与氧化镱的摩尔比为0.983：1：2：0.01：0.007。

2、分别将步骤1称取的固体混合，转移至玛瑙研钵中研磨30min，得到细颗粒的混合物，将细颗粒全部加入到氧化铝坩埚中并加盖。

3、分别将步骤2的混合物放入马弗炉中预煅烧，加热至800℃，保温4h，制得反应物。

4、分别将步骤3的反应物转移至玛瑙研钵中研磨3min，再重新将反应物全部加入到氧化铝坩埚中并加盖，放入马弗炉中再煅烧，加热至1300℃，保温5h，制得四种双模式发光材料li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)，分别为li0.99alsi2o6:0.01er³ 、li0.989alsi2o6:0.01er³ ,0.001yb³ 、li0.985alsi2o6:0.01er³ ,0.005yb³ 、li0.983alsi2o6:0.01er³ ,0.007yb³ 。

5、分别测定步骤4的四种双模式发光材料的xrd图谱，结果如图1所示，图1为本申请实施例1提供的li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)的xrd图谱。从图1可知，谱图中四种双模式发光材料的各峰位置与标准卡片的各峰位置同样相匹配，表明四种双模式发光材料的物相也正确。xrd结果中双模式发光材料与β-lialsi2o6单结晶相结构的谱图峰位置完全一致，没有杂峰，表明er³ ,yb³ 掺杂离子成功进入lialsi2o6基质的晶体结构中。

6、分别测定步骤4的四种双模式发光材料li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)的uv-vis-nir光图谱，结果如图5所示，图5为本申请实施例1提供的双模式发光材料li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)的uv-vis-nir光图谱。

7、分别测定步骤4的四种双模式发光材料li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)在980nm激光(功率3w)激发下的上转换发光发射谱图。如图7所示，图7为本申请实施例1提供的li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)在980nm激光激发下的上转换发光发射谱图。图7的结果与图6相似，图7的转换发光光谱图中位于545nm和652nm的发射峰分别对应于以下跃迁：⁴s3/2→⁴i15/2和⁴f9/2→⁴i15/2；另外观察到在x＝0.01,y＝0.005时，其li0.985alsi2o6:0.01er³ ,0.005yb³ 双模式发光材料发光强度最高。

8、分别测定步骤4的四种双模式发光材料li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)在808nm激光(功率1w)激发下的上转换发光发射谱图。如图9所示，图9为本申请实施例1提供的li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)在808nm激光激发下的上转换发光发射谱图。图9不仅可以观察到与图8相同的实验结果，还能观察到在x＝0.01,y＝0.005时，li0.985alsi2o6:0.01er³ ,0.005yb³ 双模式发光材料的发光强度最高。

9、分别测定步骤4的四种双模式发光材料li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)在980nm激光(功率0.54w)激发下的下转换发射荧光光谱图。如图11所示，图11为本申请实施例1提供的li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)在980nm激光激发下的下转换发射荧光光谱图。谱图表明在1535nm附近样品存在er³ 在近红外的发射峰，并且在x＝0.01,y＝0.005时，li0.985alsi2o6:0.01er³ ,0.005yb³ 双模式发光材料的发光强度最高。

10、分别测定步骤4的四种双模式发光材料li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)在380nm氙灯(氙灯功率500w)激发的下转换发射荧光光谱。如图12所示，图12为本申请实施例2提供的li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0,0.001,0.005,0.007)在380nm氙灯激发的下转换发射荧光光谱图。

实施例2

本申请实施例提供了在lialsi2o6中掺杂不同含量的er³ 制得的材料li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0,0.005,0.01,0.05,0.07)的性能试验，包括如下步骤：

1、分别精确称取碳酸锂、氧化铝、二氧化硅与氧化铒的固体质量，其中碳酸锂、氧化铝、二氧化硅与氧化铒的摩尔比为1：1：2：0；碳酸锂、氧化铝、二氧化硅与氧化铒的摩尔比为0.995：1：2：0.005；碳酸锂、氧化铝、二氧化硅与氧化铒的摩尔比为0.99：1：2：0.01；碳酸锂、氧化铝、二氧化硅与氧化铒的摩尔比为0.95：1：2：0.05；碳酸锂、氧化铝、二氧化硅与氧化铒的摩尔比为0.93：1：2：0.07。

2、分别将步骤1称取的固体混合，转移至玛瑙研钵中研磨30min，得到细颗粒的混合物，将细颗粒全部加入到氧化铝坩埚中并加盖。

3、分别将步骤2的混合物放入马弗炉中预煅烧，加热至800℃，保温4h，制得反应物。

4、分别将步骤3的反应物转移至玛瑙研钵中研磨3min，再重新将反应物全部加入到氧化铝坩埚中并加盖，放入马弗炉中再煅烧，加热至1300℃，保温5h，制得五种材料li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0,0.005,0.01,0.05,0.07)，分别为lialsi2o6、li0.995alsi2o6:0.005er³ 、li0.99alsi2o6:0.01er³ 、li0.95alsi2o6:0.05er³ 、li0.93alsi2o6:0.07er³ 。

5、分别测定步骤4的五种材料的xrd图谱，结果如图2所示，图2为本申请实施例2提供的li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0,0.005,0.01,0.05,0.07)的xrd图谱。谱图中五种材料的各峰位置与标准卡片的各峰位置相匹配，表明五种材料的物相正确。

6、分别测定步骤4的lialsi2o6和li0.99alsi2o6:0.01er³ 的ft-ir图谱，结果如图3所示，图3为本申请实施例2提供的lialsi2o6和li0.99alsi2o6:0.01er³ 的ft-ir图谱。图3的红外光谱分析表明，在3420cm^-1有宽吸收带，属于-oh的伸缩振动区；在800～1400cm^-1之间观察到有较强的透射带，更具体地说，最强的峰集中在1010cm^-1，分裂成三个良好的峰集中在1010，1074，1162cm^-1，源于si-o-silialsi2o6的sio4基团的不对称伸缩振动；在730cm^-1和850cm^-1附近的其他峰可分别归因于alo4四面体和alo6八面体的拉伸；在534cm^-1和560cm^-1处观察到的峰可分别归属于金属-氧化物键的振动和β-锂辉石的特征峰；在484cm^-1处观察到的另一个相对较弱的透射峰对应于o-si-o键的弯曲振动。

7、分别测定步骤4的五种材料的uv-vis-nir光图谱，结果如图4所示，图4为本申请实施例2提供的li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0,0.005,0.01,0.05,0.07)的uv-vis-nir光图谱。从谱图可以看出，在366nm、378nm、407nm、443nm、452nm、494nm、520nm、545nm、652nm、800nm、980nm、1535nm都有吸收峰，并依次对应着以下跃迁：⁴i15/2→⁴g9/2，⁴i15/2→⁴g11/2，⁴i15/2→²h9/2，⁴i15/2→⁴f3/2，⁴i15/2→⁴f5/2，⁴i15/2→⁴f7/2，⁴i15/2→²h11/2，⁴i15/2→⁴s3/2，⁴i15/2→⁴f9/2，⁴i15/2→⁴i9/2，⁴i15/2→⁴i11/2，⁴i15/2→⁴i13/2。

8、分别测定步骤4的五种材料的li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0.005,0.01,0.05,0.07)在980nm激光(功率3w)激发下的上转换发光发射谱图。如图6所示，图6为本申请实施例2提供的li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0.005,0.01,0.05,0.07)在980nm激光激发下的上转换发光发射谱图。上转换发光光谱图中位于545nm和652nm的发射峰分别对应于以下跃迁：⁴s3/2→⁴i15/2和⁴f9/2→⁴i15/2。并且观察到在x＝0.01时，其发光强度最高。

9、分别测定步骤4的五种材料的li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0.005,0.01,0.05,0.07)在808nm激光(功率1w)激发下的上转换发光发射谱图。如图8所示，图8为本申请实施例2提供的li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0.005,0.01,0.05,0.07)在808nm激光激发下的上转换发光发射谱图。从谱图可以看出在550nm和660nm附近都能观察有发射峰，而正好对应着er³ 的绿光和红光发射。

10、分别测定步骤4的五种材料的li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0.005,0.01,0.05,0.07)在980nm激光(功率0.54w)激发下的下转换发光发射谱图。如图10所示，图10为本申请实施例2提供的li1-xalsi2o6:xer³ (x＝0.005,0.01,0.05,0.07)在980nm激光激发下的下转换发射荧光光谱图。从谱图可以看出在1535nm附近处样品都存在较高的发光强度，而这发射峰正好对应着er³ 在近红外的一发射峰。

从实施例1和实施例2数据可知，本申请式ⅰ的li1-x-yalsi2o6:xer³ ,yyb³ 在980nm激光或808nm激光的激发下，所得er³ 单掺杂荧光粉和er³ ,yb³ 共掺杂荧光粉，都具有良好的上转换发光强度。而在980nm激光或380nm氙灯的激发下，所得er³ 单掺杂荧光粉和er³ ,yb³ 共掺杂荧光粉，都具有良好的下转换发光强度。即成功得合成了er³ ,yb³ 共掺杂lialsi2o6双模式发光材料。

对比例1

本申请实施例提供了采用不同的高温固相法预煅烧温度制得的lialsi2o6的结晶相结构试验，包括如下步骤：

1、分别精确称取碳酸锂、氧化铝与二氧化硅的固体质量，其中碳酸锂、氧化铝与二氧化硅的摩尔比为1：1：2。

2、分别将步骤1称取的固体混合，转移至玛瑙研钵中研磨30min，得到细颗粒的混合物，将细颗粒全部加入到氧化铝坩埚中并加盖。

3、分别将步骤2的混合物放入马弗炉中预煅烧，加热至1300℃，保温4h，制得反应物。

4、分别将步骤3的反应物转移至玛瑙研钵中研磨3min，再重新将反应物全部加入到氧化铝坩埚中并加盖，放入马弗炉中再煅烧，加热至1300℃，保温5h，制得lialsi2o6材料。

5、分别测定实施例2中lialsi2o6和对比例1步骤4的lialsi2o6材料的xrd图谱，结果如图13所示，图13为本申请实施例2制得的lialsi2o6和对比例1制得的lialsi2o6的xrd图谱。图13中标记为x＝0，t＝800℃峰图为实施例2制得的lialsi2o6材料；图13中标记为x＝0，t＝1300℃峰图为对比例1制得的lialsi2o6材料；图13的xrd谱图可以观察到对比例1采用1300℃预煅烧制得的lialsi2o6材料的谱图与jcpdsno.74-1106的峰位置相差较大，而实施例2采用800℃预煅烧制得的lialsi2o6材料的谱图与jcpdsno.74-1106的峰位置完全一致，表明实施例2在合适的预煅烧温度条件下(预煅烧温度为800℃)，成功合成了β-lialsi2o6单结晶相结构。

对比例2

本申请实施例提供了在li0.99alsi2o6:0.01er³ 中掺杂不同含量的er³ 制得的材料li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0.05,0.10,0.20,0.30)的性能试验，包括如下步骤：

1、分别精确称取碳酸锂、氧化铝、二氧化硅、氧化铒与氧化镱的固体质量，其中碳酸锂、氧化铝、二氧化硅、氧化铒与氧化镱的摩尔比为0.94：1：2：0.01：0.05；碳酸锂、氧化铝、二氧化硅、氧化铒与氧化镱的摩尔比为0.89：1：2：0.01：0.10；碳酸锂、氧化铝、二氧化硅、氧化铒与氧化镱的摩尔比为0.79：1：2：0.01：0.20；碳酸锂、氧化铝、二氧化硅、氧化铒与氧化镱的摩尔比为0.69：1：2：0.01：0.30。

2、分别将步骤1称取的固体混合，转移至玛瑙研钵中研磨30min，得到细颗粒的混合物，将细颗粒全部加入到氧化铝坩埚中并加盖。

3、分别将步骤2的混合物放入马弗炉中预煅烧，加热至800℃，保温4h，制得反应物。

4、分别将步骤3的反应物转移至玛瑙研钵中研磨3min，再重新将反应物全部加入到氧化铝坩埚中并加盖，放入马弗炉中再煅烧，加热至1300℃，保温5h，制得四种材料li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0.05,0.10,0.20,0.30)，分别为li0.94alsi2o6:0.01er³ ,0.05yb³ 、li0.89alsi2o6:0.01er³ ,0.1yb³ 、li0.79alsi2o6:0.01er³ ,0.2yb³ 、li0.69alsi2o6:0.01er³ ,0.3yb³ 。

5、分别测定步骤4的四种材料的xrd图谱，结果如图14所示，图14为步骤4提供的li1-0.01-yalsi2o6:0.01er³ ,yyb³ (y＝0.05,0.10,0.20,0.30)的xrd图谱。从图14的xrd谱图可以观察到当yb³ 掺杂浓度增加至0.05，0.10，0.20或0.30时，与jcpdsno.74-1106的匹配度降低，杂峰出现并且其峰强度随yb³ 掺杂浓度增加而增大，表明当er³ ,yb³ 共掺杂在lialsi2o6基质中，yb³ 掺杂浓度过大，会导致lialsi2o6基质晶体结构发生改变，进而不能合成出β-lialsi2o6单结晶相结构。

从对比例1和对比例2可知，lialsi2o6基质材料属于锂辉石，以单链硅酸盐的形式存在。根据其形成的温度，可制得α、β和γ等多种类型的结构。本申请发现在较低温时形成α-lialsi2o6结构，在较高温时会形成β-lialsi2o6结构，在更高温下则形成γ-lialsi2o6结构。通过控制合适的煅烧温度和yb³ 掺杂浓度才能合成β-lialsi2o6单结晶相结构。

对比例3

本申请实施例提供了采用不同的高温固相法再煅烧温度制得的lialsi2o6的结晶相结构试验，包括如下步骤：

1、分别精确称取碳酸锂、氧化铝与二氧化硅的固体质量，其中碳酸锂、氧化铝与二氧化硅的摩尔比为1：1：2。

2、分别将步骤1称取的固体混合，转移至玛瑙研钵中研磨30min，得到细颗粒的混合物，将细颗粒全部加入到氧化铝坩埚中并加盖。

3、分别将步骤2的混合物放入马弗炉中预煅烧，加热至800℃，保温4h，制得反应物。

4、分别将步骤3的反应物转移至玛瑙研钵中研磨3min，再重新将反应物全部加入到氧化铝坩埚中并加盖，放入马弗炉中再煅烧，加热至1400℃，保温5h，制得对照材料。

本对比例3制得的对照材料的实物图如图15所示。图15为本申请对比例3提供的对照材料的实物图。本对比例3说明了选自1400℃的高温固相法再煅烧温度制得的材料形成了玻璃状的物质，没有粉末，并且该样品紧附在氧化铝坩埚上，无法转移。这说明再煅烧温度温度过高，材料已被融化，导致失败，说明当再煅烧温度降低至1300℃，保温5h，得到了较好的结晶相。

本申请通过高温固相法，利用碳酸锂、氧化铝、二氧化硅、氧化铒和氧化镱制得在lialsi2o6中共掺杂er³ 和yb³ ，其组成为lialsi2o6:er³ ,yb³ 。发光离子是er³ ；敏化离子是yb³ ，er³ 具有丰富的能级，在红外波段存在几个波长的较强吸收，yb³ 本身较为特殊，只有一个激发态，在er³ 和yb³ 离子共掺杂时，er³ 作为发光中心起着激活剂的作用，而yb³ 作为敏化剂提高其发光效率，与传统的荧光粉相比，本申请的双模式发光材料有较好的荧光强度。此外，传统的荧光粉的结构中含有卤化物(x-i、br、cl和f)。这些卤化物基荧光粉不稳定，价格昂贵，而且有毒。

本申请选择的lialsi2o6基质，它是一种四方晶体和p43212空间群的结构，属于硅酸盐类基质，不仅有稳定的晶体结构及良好热稳定性，还有着高发光效率和发光强度的优点。在lialsi2o6基质中共掺杂er³ 和yb³ 离子时，制得双模式发光材料，其激发光源位于近红外光区的980nm或808nm，不仅得到了上转换发光，还有效避免了高能量光的热损伤及生物背景发光强的缺点；808nm激发光源可进一步降低样品的热效应，拓宽材料的适用性。另外还用了380nm氙灯和980nm激光分别激发，都能得到优良的下转换发光。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。