一种窄带发射荧光粉及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及无机发光材料技术领域，更具体地，涉及一种窄带发射荧光粉及其制备方法和应用。


背景技术：

2.深红光(约650
‑
750nm)波段由于其波长较长，与第一生物窗口(650
‑
950nm)匹配性好，具有较强的生物体组织穿透能力，近年来常常被用作生物组织成像，以辅助医学观察及治疗。在生物体血氧饱和度检测、心肺功能间接检测、压力及睡眠质量检测等便携健康检测设备中，往往需要光信号随被检测体变化而产生明显的响应，要达到此目的，就要求产生这类光信号的光源具有高发光效率的窄带发射特征。值得说明，除了深红光，部分红外光(750
‑
1900nm)也能够匹配生物窗口，但这类波段的检测设备体积大、成本高，不能够满足廉价、小巧便携的需求。因此，开发一种高发光效率窄带发射的荧光粉成为新型便携性健康检测设备(如健康手环、手表及便携血压仪等)发展的关键问题。
3.现有技术中尝试使用mn
4
来实现发深红光，然而，由于mn
4
本身的能带结构特征，通过调低晶格场强度而实现的深红光发射往往发射峰的半高宽较宽，因此没有办法实现窄带发射，导致材料的响应灵敏度不高。此外，具备深红光发射的mn
4
的激发峰位常常位于330nm附近，不能够与目前的商用led近紫外(约395nm)或蓝光(约450nm)芯片发射峰位相对应，而相距330nm较近的中紫外或深紫外区域的led芯片(如365，280nm等)成本较高，限制了mn
4
掺杂荧光粉的led制备。因此，现有技术中的光源存在无法实现窄带深红光发射，而且发射峰的半高宽较宽、导致响应灵敏度低，难与目前的商业led芯片发射峰位对应且发光效率低等问题。
4.cn112552912a公开了一种新型cr
3
掺杂石榴石结构宽带近红外荧光粉，然而，该荧光粉发射峰的半高宽为100～300nm，其半高宽较宽，影响其在高色域led及对响应灵敏度要求较高的医学健康检测设备等领域的应用；而且，该荧光粉的发光效率较低，其内量子效率仅为45～88％，较低的发光效率容易导致成像信噪比较差的问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是克服现有荧光粉发射峰的半高宽较宽，无法实现窄带发射深红光的缺陷和不足，提供一种窄带发射荧光粉，该荧光粉可被近紫外光激发，实现高发光效率的窄带深红光，该种荧光粉发射峰的半高宽窄，因此响应灵敏度高，而且发光效率高，能够解决成像信噪比低下、照明或显示器件发光效率低下等问题，另外高热稳定性优异，应用温度宽。
6.本发明的目的是提供一种窄带发射荧光粉。
7.本发明的再一目的在于提供一种窄带发射荧光粉的制备方法。
8.本发明的另一目的在于提供一种窄带发射荧光粉在制备led显示设备、植物照明设备、夜视仪及医学组织成像设备中的应用。
9.本发明的又一目的在于提供一种健康监测设备。
10.本发明上述目的通过以下技术方案实现：
11.一种窄带发射荧光粉，所述荧光粉分子式为al2‑
x
ga
x
o3:ycr
3
，其中0.1≤x≤0.3，0.005≤y≤0.05。
12.例如窄带发射荧光粉为al
1.9
ga
0.1
o3:0.005cr
3
；或为al
1.7
ga
0.3
o3:0.05cr
3
；或为al
1.8
ga
0.2
o3:0.02cr
3
；或为al
1.85
ga
0.15
o3:0.01cr
3
；或为al
1.75
ga
0.25
o3:0.03cr
3
。
13.其中需要说明的是：窄带发射指的是发射峰的半高宽窄，半高宽为吸收谱带高度最大处高度为一半时谱带的全宽，也即峰值高度一半时的发射峰宽度。
14.cr
3
在较弱的晶格场中会展示出宽带发射，其电子跃迁方式为4t2→4a2，而本发明给定的基质al2‑
x
ga
x
o3为cr
3
提供了更强的晶格场，在强晶格场中，cr
3
的跃迁方式转变为2e
→4a2，这种跃迁展现出较窄的发射带，即发射峰的半高宽较窄。
15.在0.1≤x≤0.3的范围内，随着ga
3
离子浓度的增加，发光强度呈现先增加再减小的趋势，发射峰的半高宽小范围增加，但仍然具有较高的相应灵敏度。
16.在0.005≤y≤0.05的范围内，cr
3
掺杂浓度过小，荧光粉的发光强度较低；随着cr
3
离子浓度的增加，发射峰的半高宽稍有增加，但仍然具有较高的相应灵敏度，发光强度呈现先增加再减小的变化趋势。cr
3
掺杂浓度过大，容易引起团聚，进而发出红外光，还会使得发光效率降低。
17.优选地，所述荧光粉分子式为：al2‑
x
ga
x
o3:ycr
3
，其中0.15≤x≤0.25，0.01≤y≤0.03。
18.优选地，所述荧光粉分子式为：al
1.8
ga
0.2
o3:0.02cr
3
或al
1.85
ga
0.15
o3:0.01cr
3
或al
1.75
ga
0.25
o3:0.03cr
3
。
19.本发明还保护一种窄带发射荧光粉的制备方法，包括如下步骤：
20.将含铝的化合物、含镓的化合物、含铬的化合物混合均匀后烧结得到所述窄带发射荧光粉，所述烧结为在1400～1600℃的温度下反应完全。烧结时间过短会造成晶格排列不具有充分的周期性，得到的产物中会有大量的晶格缺陷，这会在影响荧光粉的发光强度；但烧结时间过长也会影响材料本身的晶格属性，且炉壁上的少量杂质会有充分的时间进入晶格充当掺杂剂，影响制备的荧光粉的纯度及发光效率。
21.优选地，所述烧结温度为1500～1580℃。
22.优选地，所述含铝的化合物选自氧化铝、氢氧化铝和碳酸铝中的一种或多种。
23.优选地，所述含镓的化合物选自氧化镓和氢氧化镓中的一种或多种。
24.优选地，所述含铬的化合物选自氧化铬、氢氧化铬和碳酸铬中的一种或多种。
25.优选地，所述烧结后，保温1～12h。保温是为了让反应物的原子充分移动形成周期性晶格的产物，从而充分反应，进而得到高发光效率的窄带发射荧光粉。
26.优选地，所述烧结为以1～5℃/s的速率升温。
27.优选地，所述烧结后，以1～5℃/s的速率降温。
28.优选地，所述窄带发射荧光粉的粒径为0.5～1μm。冷却后将块状固体研磨成粉末便于后续测试。
29.本发明还包括一种窄带发射荧光粉在制备led显示设备、植物照明设备、夜视仪及医学组织成像设备中的应用。
30.现有技术中，led显示设备中具有高色域的需求，本发明的荧光粉能够匹配高色域的需求，从而解决led显示设备中色域值低下的问题。
31.现有技术中，植物照明设备具有蓝、深红、红外光源及高亮度的需求，本发明的荧光粉能够匹配高亮度及植物的深红光敏色素的需求，从而解决植物照明设备中波段不匹配及光源亮度低下的问题。
32.现有技术中，夜视仪具有高精度的需求，本发明的荧光粉能够匹配窄带发射达到的高精度的需求，从而解决夜视仪中精度低的问题。
33.现有技术中，医学组织成像设备中具有光源亮度的需求，本发明的荧光粉能够匹配高亮度的需求，从而解决医学组织成像设备中成像模糊的问题。
34.优选地，所述应用中窄带发射荧光粉的激发波长为375～600nm。
35.优选地，所述应用中窄带发射荧光粉的激发波长为405nm。现有技术中的商用led近紫外芯片发射峰约为395nm，本发明的荧光粉在405nm的光激发下，具有最高的发光强度，405nm与395nm的发射峰位较为接近，因此本发明的窄带发射荧光粉能够作为光源与现有技术中的商用led近紫外芯片对应使用。
36.优选地，所述应用中窄带发射荧光粉的应用温度为
‑
268～300℃。
37.更进一步优选地，窄带发射荧光粉的应用温度为0～300℃。
38.再进一步优选地，窄带发射荧光粉的应用温度为25～300℃。
39.本发明还保护一种健康监测设备，所述健康监测设备的检测光源由说明书前文任意一项所述窄带发射荧光粉制备得到。
40.在健康监测设备中，荧光粉作为检测材料，由近紫外光激发，发射出高量子效率的窄带深红光，半宽高较小，能够实现窄带发射，相应灵敏度高，而且发光效率高。本发明荧光粉材料在便携的健康检测设备中会作为光源，光源照在手臂或手指上，通过分析反射光的微小变化，进而制定匹配的算法进行精确分析，由于本发明荧光粉材料的发射峰较窄，血液的轻微变化就能引起信号的大幅度扰动，这样相当于在反射光这里就直接将信号放大，降低了电路中信号放大器及噪声抑制电路的设计压力。
41.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
42.本发明所述窄带发射荧光粉，使用cr
3
作为发光中心离子，可以被近紫外光有效激发，实现高量子效率的窄带深红光，在405nm附近的光激发下，该荧光粉在693nm处呈现出发光强度最大的窄带深红光发射峰；而且本发明荧光粉发射峰的半高宽在5nm以下，能够实现窄带发射，响应灵敏度高。
43.本发明的荧光粉还具有48％～100％的内量子效率以及28％～57.4％的外量子效率，能够解决成像信噪比低下、照明或显示器件效率低下等问题。
44.另外，该荧光粉的温度稳定性强，在150℃的温度下的发光效率仍为室温条件下的87％以上，在300℃的高温下发光效率为室温条件下的57％以上，能够满足大功率器件的使用需求。
附图说明
45.图1为实施例1中荧光粉的xrd图谱。
46.图2为实施例1中荧光粉在405nm单色光激发下的荧光发射光谱。
47.图3为实施例1中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱。
48.图4为实施例1中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图。
49.图5为实施例2中荧光粉的xrd图谱。
50.图6为实施例2中荧光粉在405nm单色光激发下的荧光发射光谱。
51.图7为实施例2中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱。
52.图8为实施例2中荧光粉在监测772nm波长的荧光激发光谱。
53.图9为实施例2中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图。
54.图10为实施例3中荧光粉的xrd图谱。
55.图11为实施例3中荧光粉在405nm单色光激发下的荧光发射光谱。
56.图12为实施例3中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱。
57.图13为实施例3中荧光粉在监测772nm波长的荧光激发光谱。
58.图14为实施例3中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图。
59.图15为实施例4中荧光粉的xrd图谱。
60.图16为实施例4中荧光粉在405nm单色光激发下的荧光发射光谱。
61.图17为实施例4中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱。
62.图18为实施例4中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图。
63.图19为实施例5中荧光粉的xrd图谱。
64.图20为实施例5中荧光粉在405nm单色光激发下的荧光发射光谱。
65.图21为实施例5中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱。
66.图22为实施例5中荧光粉在监测772nm波长的荧光激发光谱。
67.图23为实施例5中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图。
68.图24为对比例1中荧光粉的xrd图谱。
69.图25为对比例1中荧光粉在405nm单色光激发下的荧光发射光谱。
70.图26为对比例1中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱。
71.图27为对比例1中荧光粉在监测772nm波长的荧光激发光谱。
72.图28为对比例1中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图。
73.图29为对比例2中荧光粉的xrd图谱。
74.图30为对比例2中荧光粉在405nm单色光激发下的荧光发射光谱。
75.图31为对比例2中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱。
76.图32为对比例2中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图。
77.图33为对比例3中荧光粉的xrd图谱。
78.图34为对比例3中荧光粉在405nm单色光激发下的荧光发射光谱。
79.图35为对比例3中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱。
80.图36为对比例3中荧光粉在监测772nm波长的荧光激发光谱。
81.图37为对比例3中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图。
82.图38为对比例4中荧光粉的xrd图谱。
83.图39为对比例4中荧光粉在405nm单色光激发下的荧光发射光谱。
84.图40为对比例4中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱。
85.图41为对比例4中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图。
86.图42为对比例5中荧光粉的xrd图谱。
87.图43为对比例5中荧光粉在437nm单色光激发下的荧光发射光谱。
88.图44为对比例5中荧光粉在监测710nm波长的荧光激发光谱。
具体实施方式
89.下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
90.实施例1
91.一种窄带发射荧光粉，荧光粉分子式为al
1.9
ga
0.1
o3:0.005cr
3
。
92.其制备方法方法为：使用al2o3，ga2o3，cr2o3按掺杂摩尔量比为1.9：0.1：0.005混合于玛瑙研钵中，充分研磨20min直至均匀，倒入陶瓷坩埚并放于高温炉中，以3℃/s的速率从室温升至1600℃并维持1h，然后以3℃/s的速率降至室温，将样品拿出至玛瑙研钵中研磨5min左右即可获得所需荧光粉末al
1.9
ga
0.1
o3:0.005cr
3
。
93.实施例2
94.一种窄带发射荧光粉，荧光粉分子式为al
1.7
ga
0.3
o3:0.05cr
3
。
95.其制备方法方法为：使用al2o3，ga2o3，cr2o3按掺杂摩尔量比为1.7：0.3：0.05混合于玛瑙研钵中，充分研磨20min直至均匀，倒入陶瓷坩埚并放于高温炉中，以3℃/s的速率从室温升至1400℃并维持12h，然后以3℃/s的速率降至室温，将样品拿出至玛瑙研钵中研磨5min左右即可获得所需荧光粉末al
1.7
ga
0.3
o3:0.05cr
3
。
96.实施例3
97.一种窄带发射荧光粉，荧光粉分子式为al
1.8
ga
0.2
o3:0.02cr
3
。
98.其制备方法为：使用al2o3，ga2o3，cr2o3按掺杂摩尔量比为1.8：0.2：0.02混合于玛瑙研钵中，充分研磨20min直至均匀，倒入陶瓷坩埚并放于高温炉中，以3℃/s的速率从室温升至1580℃并维持6h，然后以3℃/s的速率降至室温，将样品拿出至玛瑙研钵中研磨5min左右即可获得所需荧光粉末al
1.8
ga
0.2
o3:0.02cr
3
。
99.实施例4
100.一种窄带发射荧光粉，荧光粉分子式为al
1.85
ga
0.15
o3:0.01cr
3
。
101.其制备方法为：使用al2o3，ga2o3，cr2o3按掺杂摩尔量比为1.85：0.15：0.01混合于玛瑙研钵中，充分研磨20min直至均匀，倒入陶瓷坩埚并放于高温炉中，以3℃/s的速率从室温升至1500℃并维持6h，然后以3℃/s的速率降至室温，将样品拿出至玛瑙研钵中研磨5min左右即可获得所需荧光粉末al
1.85
ga
0.15
o3:0.01cr
3
。
102.实施例5
103.一种窄带发射荧光粉，荧光粉分子式为al
1.75
ga
0.25
o3:0.03cr
3
。
104.其制备方法为：使用al2o3，ga2o3，cr2o3按掺杂摩尔量比为1.75：0.25：0.03混合于玛瑙研钵中，充分研磨20min直至均匀，倒入陶瓷坩埚并放于高温炉中，以3℃/s的速率从室温升至1580℃并维持6h，然后以3℃/s的速率降至室温，将样品拿出至玛瑙研钵中研磨5min左右即可获得所需荧光粉末al
1.75
ga
0.25
o3:0.03cr
3
。
105.对比例1
106.一种荧光粉，荧光粉分子式为al
1.95
ga
0.05
o3:0.06cr
3
。
107.对比例2
108.一种荧光粉，荧光粉分子式为al
1.6
ga
0.4
o3:0.001cr
3
。
109.对比例3
110.一种荧光粉，荧光粉分子式为al
1.9
ga
0.1
o3:0.06cr
3
。
111.对比例4
112.一种荧光粉，荧光粉分子式为al
1.5
ga
0.5
o3:0.01cr
3
。
113.对比例5
114.一种深红光发射荧光粉，荧光分子式为y3ga5o
12
:0.005cr
3
；
115.其制备方法为：使用y2o3，ga2o3，cr2o3按掺杂摩尔量比为3：5：0.005混合于玛瑙研钵中，充分研磨20min直至均匀，倒入陶瓷坩埚并放于高温炉中，以3℃/s的速率从室温升至1500℃并维持6h，然后以3℃/s的速率降至室温，将样品拿出至玛瑙研钵中研磨5min即可获得所需荧光粉末y3ga5o
12
:0.005cr
3
。
116.表征
117.采用bruker x射线衍射仪测试样品的晶体结构，辐射源为cu靶，管电压为50kv，管电流为60ma，扫描步长为0.02，扫描速度为12
°
/min，扫描范围为10
°‑
90
°
。样品的发射光谱、激发光谱及变温荧光发射谱均通过fs
‑
5光谱仪测试得到，量子效率通过量子效率测量系统qe
‑
2100测试得到。
118.外量子效率是指发射光子数/光源总光子数，在实际应用时，由于探测器本身存在一定的信号噪声，当发射信号不够强时，会导致噪声对结果影响较大，若发射信号很强，即使仪器的噪声较大，也能够忽略噪声信号，因此量子效率较高的发光材料会具有更高的信噪比。荧光粉的外量子效率越高，性能越好。
119.图1为实施例1中荧光粉的xrd图谱，从图1可以看出，通过实施例1制备得到的产物是al
1.9
ga
0.1
o3:0.005cr
3
。
120.图2为实施例1中荧光粉在405nm单色光激发下的荧光发射光谱，从图2可以看出，在405nm单色光激发下，al
1.9
ga
0.1
o3:0.005cr
3
的主要发射峰位在693nm附近，半高宽约为3.6nm。在405nm激发条件下，其内外量子效率分别测试为99.5％及28.4％。
121.图3为实施例1中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱，从图3可以看出，在监测693nm波长时，可以看到两个激发带，激发波长为375～600nm，强度最高的激发位置在405nm附近。
122.图4为实施例1中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图，150、200及300℃时能够分别保持室温下量子效率的98.85％、95.17％及77.28％，由此可以得到200℃下的外量子效率为28.4％
×
95.17％≈27.0％。
123.图5为实施例2中荧光粉的xrd图谱，从图5可以看出，通过实施例2制备得到的产物是al
1.7
ga
0.3
o3:0.05cr
3
。
124.图6为实施例2中荧光粉在405nm单色光激发下的荧光发射光谱，从图6可以看出，al
1.7
ga
0.3
o3:0.05cr
3
的主要发射峰位在693nm附近，半高宽约为4.6nm，此外可以看到772nm附近的近红外宽峰发射。405nm激发条件下，该荧光粉的内外量子效率分别测试为48.0％和28.0％。
125.图7为实施例2中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱，从图7可以看到两个激
发带，激发波长为375～600nm，强度最高的激发位置在405nm附近。
126.图8为实施例2中荧光粉在监测772nm波长的荧光激发光谱，从图8可以看到两个激发带，强度最高的激发位置仍在405nm附近。
127.图9为实施例2中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图，150、200及300℃时能够分别保持室温下量子效率的87.41％、79.14％及57.74％，由此可以得到200℃下的外量子效率为28.0％
×
79.14％≈22.2％。
128.图10为实施例3中荧光粉的xrd图谱，通过实施例3制备得到的产物是al
1.8
ga
0.2
o3:0.02cr
3
。
129.图11为实施例3中荧光粉在405nm单色光激发下的荧光发射光谱，从图11可以看出发射峰位在693nm附近，半高宽约为4.5nm，此外可以看到772nm附近的近红外宽峰发射。405nm激发条件下，该荧光粉的内外量子效率分别测试为99.8％及57.4％。
130.图12为实施例3中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱，从图12可以看到两个激发带，激发波长为375～600nm，强度最高的激发位置在405nm附近。
131.图13为实施例3中荧光粉在监测772nm波长的荧光激发光谱，从图13可以看到两个激发带，强度最高的激发位置仍在405nm附近。
132.图14为实施例3中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图，150、200及300℃时能够分别保持室温下量子效率的95.68％、90.91％及68.59％，由此可以得到200℃下的外量子效率为57.4％
×
90.91％≈52.2％。
133.图15为实施例4中荧光粉的xrd图谱，通过实施例4制备得到的产物是al
1.85
ga
0.15
o3:0.01cr
3
。
134.图16为实施例4中荧光粉在405单色光激发下的荧光发射光谱，从图16中可以看出发射峰位在693nm附近，其半高宽约为3.2nm。在405nm单色光激发条件下，测得的内外量子效率分别约为100％和35.7％。
135.图17为实施例4中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱，从图17可以看到两个激发带，强度最高位置对应于405nm附近。
136.图18为实施例4中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图，在405nm激发光源照射下，150、200及300℃时分别能够保持室温下量子效率的95.97％、93.63％及83.76％，由此可以得到200℃下的外量子效率为35.7％
×
93.63％≈33.4％。
137.图19为实施例5中荧光粉的xrd图谱，通过实施例5制备得到的产物是al
1.75
ga
0.25
o3:0.03cr
3
。
138.图20为实施例5中荧光粉在405单色光激发下的荧光发射光谱，从图20中可以看出发射峰位在693nm附近，其半高宽约为4.8nm。在405nm单色光激发条件下，测得的内外量子效率分别约为99.2％和53.5％。
139.图21为实施例5中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱，测得的激发光谱，从图21可以看到两个激发带。
140.图22为实施例5中荧光粉在监测772nm波长的荧光激发光谱，从图22可以看到两个激发带，强度最高位置对应于405nm附近。
141.图23为实施例5中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图，使用405nm的光源作为激发源，在150、200及300℃时分别能够保持室温下量子效率的96.22％、87.91％及
59.85％，由此可以得到200℃下的外量子效率为53.5％
×
87.91％≈47.0％。
142.图24为对比例1中荧光粉的xrd图谱，通过对比例1制备得到的产物是al
1.95
ga
0.05
o3:0.06cr
3
。
143.图25为对比例1中荧光粉在405单色光激发下的荧光发射光谱，从图25中可以看出发射峰位在693nm附近，其半高宽约为3.3nm。在405nm单色光激发条件下，测得的内外量子效率分别约为32.1％和19.0％。
144.图26为对比例1中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱，从图26可以看到两个激发带，强度最高位置对应于560nm附近。
145.图27为对比例1中荧光粉在监测772nm波长的荧光激发光谱，从图27可以看到两个激发带，强度最高位置对应于405nm附近。
146.图28为对比例1中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图，选择405nm作为激发光源，150、200及300℃时分别能够保持室温下量子效率的93.09％、100.20％及107.66％，由此可以得到200℃下的外量子效率为19.0％
×
100.02％≈19.0％。
147.图29为对比例2中荧光粉的xrd图谱，通过对比例2制备得到的产物是al
1.6
ga
0.4
o3:0.001cr
3
。
148.图30为对比例2中荧光粉在405单色光激发下的荧光发射光谱，从图30中可以看出发射峰位在693nm附近，其半高宽约为4.8nm。在405nm单色光激发条件下，测得的内外量子效率分别约为77.3％和11.8％。
149.图31为对比例2中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱，从图31可以看到两个激发带，强度最高位置对应于560nm附近。
150.图32为对比例2中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图，选择405nm作为激发光源，150、200及300℃时分别能够保持室温下量子效率的89.28％、73.06％及43.57％，由此可以得到200℃下的外量子效率为11.8％
×
73.06％≈8.6％。
151.图33为对比例3中荧光粉的xrd图谱，通过对比例3制备得到的产物是al
1.9
ga
0.1
o3:0.06cr
3
。
152.图34为对比例3中荧光粉在405单色光激发下的荧光发射光谱，从图34中可以看出发射峰位在693nm附近，其半高宽约为4.0nm。在405nm单色光激发条件下，测得的内外量子效率分别约为16.4％和11.8％。
153.图35为对比例3中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱，从图35可以看到两个激发带，强度最高位置对应于405nm附近。
154.图36为对比例3中荧光粉在监测772nm波长的荧光激发光谱，从图36可以看到两个激发带，强度最高位置对应于405nm附近。
155.图37为对比例3中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图，选择405nm作为激发光源，150、200及300℃时分别能够保持室温下量子效率的92.36％、91.58％及92.53％，由此可以得到200℃下的外量子效率为11.8％
×
91.58％≈10.8％。
156.图38为对比例4中荧光粉的xrd图谱，通过对比例4制备得到的产物是al
1.5
ga
0.5
o3:0.01cr
3
。
157.图39为对比例4中荧光粉在405单色光激发下的荧光发射光谱，从图39中可以看出发射峰位在693nm附近，其半高宽约为43.3nm。在405nm单色光激发条件下，测得的内外量子
效率分别约为69.7％和28.7％。
158.图40为对比例4中荧光粉在监测693nm波长的荧光激发光谱，从图40可以看到两个激发带，强度最高位置对应于405nm附近。
159.图41为对比例4中荧光粉的量子效率随温度变化的散点图，选择405nm作为激发光源，150、200及300℃时分别能够保持室温下量子效率的73.95％、52.62％及18.67％，由此可以得到200℃下的外量子效率为28.7％
×
52.62％≈15.1％。
160.图42为对比例5中荧光粉的xrd图谱，通过对比例5制备得到的产物是y3ga5o
12
:0.005cr
3
。
161.图43为对比例5中荧光粉在437单色光激发下的荧光发射光谱，发射峰为710nm，半高宽约为77nm。
162.图44为对比例5中荧光粉荧光粉在监测710nm波长的荧光激发光谱，从图40可以看到，强度最高位置对应于437nm附近。
163.表1为实施例1～5和对比例1～5制备得到的荧光粉的发光性能数据。
[0164][0165]
从实施例1～5和对比例1～4可以看出，窄带发射的荧光粉中，本发明的荧光粉的外量子效率均高于对比例，对比例4中，25℃下的外量子效率表现虽不错，然而其半高宽过大，且热稳定性较差，其综合性能仍不及实施例中的荧光粉。当本发明的荧光粉作为光源应用到健康检测设备中时，由于本发明荧光粉具有窄带发射特征，而且发光效率高，即发射信号很强，因此能够忽略探测器自身的噪声信号，即具有更高的信噪比，进而解决成像信噪比低下、照明或显示器件效率低下等问题
[0166]
从实施例1～5可以看出，本发明荧光粉在150、200及300℃时的内量子效率能够保
持其在室温下内量子效率的87％、79％及57％及以上，说明本发明的荧光粉具有较为优异的热稳定性，能够满足大功率器件的使用要求。而且，本发明荧光粉发射峰的半高宽均在5nm以下，能够实现窄带发射，具有优异的响应灵敏度。
[0167]
从实施例1～5的激发光谱可以看出，本发明的荧光粉在检测最高发射峰时测得的激发光谱中，激发带强度最高位置对应于405nm，说明本发明的荧光粉能够被405nm的近紫外光有效激发。
[0168]
从实施例1～5可以看出，cr
3
掺杂浓度较大，会引起cr
3
离子团聚，发出近红外光，另外，cr
3
掺杂浓度过大，会引起荧光猝灭，因此会使得量子效率降低。
[0169]
从对比例1可以看出，该荧光粉的外量子效率较低下，因此对比例1得到的样品难以满足实际使用需求。
[0170]
从对比例2可以看出，制备得到荧光粉的xrd图谱明显已经很大程度上改变了晶向结构，由于大量ga
3
掺入，产物已经不属于al2o3基质，出现了大量杂乱的衍射峰。该产物的外量子效率十分低下，难以满足实际使用需求。
[0171]
从对比例3可以看出，该荧光粉的外量子效率较为低下，难以满足实际使用需求。
[0172]
从对比例4可以看出，制备得到荧光粉的xrd图谱明显已经很大程度上改变了晶向结构，由于大量ga
3
掺入，产物已经不属于al2o3基质，出现了大量杂乱的衍射峰。而且其半高宽约为43.3nm，这种宽峰发射的材料响应灵敏度较为低下，难以应用在对灵敏度要求较高的健康检测设备及高色域led显示设备中。而且其发光效率随温度上升而急速下降，展现出较差的温度稳定性，因此对比例4难以满足实际大功率器件的使用需求。
[0173]
从对比例5可以看出，制备得到的荧光粉在437nm下光激发下能发射出710nm的深红光，但是发射峰的半高宽约为77nm，难以应用在对灵敏度要求较高的健康检测设备及高色域led显示设备中。
[0174]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。