【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于光存儲材料，具體涉及一種te摻雜雙鈣鈦礦cs2zr1-xsnxcl6固溶體材料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、隨著社會和科技的快速發展，數據生成量持續上升，如何高效存儲和訪問這些數據已成為一個備受關注的問題。新型光存儲材料的研發是解決這一挑戰的關鍵方法。這些材料通常由無機化合物構成，主要包括晶體基質、電子捕獲區和空穴捕獲區。當高能輻射(如x射線)照射時，光存儲材料能夠產生自由載流子(電子和空穴)。這些自由載流子中的一部分會被捕獲在電子和空穴的捕獲中心。通過外部物理刺激，如機械力或熱量，可以釋放存儲在捕獲中心的電子或空穴。當電子與空穴結合時，釋放的能量使復合中心從基態躍遷至激發態，隨后復合中心再從激發態返回基態時會發出光子。正是由于這種獨特的發光特性，光存儲材料在x射線成像和信息存儲等領域得到了廣泛應用。因此，繼續研發新型光存儲材料對于提高數據存儲，具有顯著的科學研究價值和實際應用潛力。
2、bafbr(i):eu2+是一種常見的堿土鹵化物光存儲材料，主要用于x射線探測器、成像系統(如計算機斷層掃描ct)和熒光分析等領域。然而，在低溫環境下，其激發態的eu2+很難有效地輻射復合，導致發光亮度下降，這使它不適用于極低溫環境中的應用(如航天設備或極地探測器)。bafbr(i)是一種易吸濕的材料，在潮濕環境下容易發生水解或降解，從而導致光學性能下降或材料失效。這使得它在使用過程中必須密封或在干燥環境中操作，增加了應用難度。此外，長期使用或暴露在強光下，bafbr(i):eu2+的效率可能會降低，這與eu2+
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種te摻雜雙鈣鈦礦cs2zr1-xsnxcl6固溶體材料及其制備方法和應用，該te摻雜雙鈣鈦礦cs2zr1-xsnxcl6固溶體材料具備較高的抗吸濕性、化學穩定性和x射線誘導的載流子存儲量，且載流子存儲的溫度覆蓋從100k至400k的超寬溫度范圍。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、一種te摻雜雙鈣鈦礦cs2zr1-xsnxcl6固溶體材料，其化學通式為cs2zr1-xsnxcl6:yte4+，其中，0＜x＜1，0＜y＜0.2。
4、在一些可能的實現方式中，其晶體結構為立方晶系，空間群為
5、在一些可能的實現方式中，其由含銫化合物、含鋯化合物、含錫化合物、含氯化合物和含碲化合物經熱處理得到，其中，熱處理的溫度為170～200℃，熱處理的時間為0.5～24小時。
6、在一些可能的實現方式中，含銫化合物為氯化銫和/或碳酸銫，含鋯化合物為氯化鋯，含錫化合物為四氯化錫、二氧化錫和氧化亞錫中的至少一種，含氯化合物為鹽酸，含碲化合物為二氧化碲和/或四氯化碲。
7、一種te摻雜雙鈣鈦礦cs2zr1-xsnxcl6固溶體材料的制備方法，該te摻雜雙鈣鈦礦固溶體材料的化學通式為cs2zr1-xsnxcl6:yte4+，其中，0＜x＜1，0＜y＜0.2，制備方法包括如下步驟：
8、(1)稱取摩爾比為2：1-x：x：6：y的含銫化合物、含鋯化合物、含錫化合物、含氯化合物和含碲化合物；
9、(2)將含銫化合物、含鋯化合物、含錫化合物、含氯化合物和含碲化合物混勻并放置于密閉的反應容器中，在170～200℃下熱處理0.5～24小時，冷卻后即成。
10、在一些可能的實現方式中，熱處理的具體操作如下：以1～3℃/min的升溫速率自室溫升至170～200℃，保溫0.5～24小時，然后以2～20℃/小時的降溫速率降至室溫，冷卻后分離保留固形物，即成。
11、在一些可能的實現方式中，含銫化合物為氯化銫和/或碳酸銫，含鋯化合物為氯化鋯，含錫化合物為四氯化錫、二氧化錫和氧化亞錫中的至少一種，含氯化合物為鹽酸，含碲化合物為二氧化碲和/或四氯化碲。
12、在一些可能的實現方式中，在分離保留固形物后，還包括如下操作：對固形物進行清洗和烘干。如實例中，清洗所用試劑為乙醇。
13、在一些可能的實現方式中，步驟(1)中的含銫化合物、含鋯化合物和含錫化合物在保護氣氛中稱取。含碲化合物和含氯化合物可一并在保護氣氛中稱取或直接在空氣中稱取。如實例中，保護氣氛可為氮氣氣氛或稀有氣體氣氛。
14、在一些可能的實現方式中，步驟(2)在密閉的空氣氣氛中進行。
15、上述te摻雜雙鈣鈦礦cs2zr1-xsnxcl6固溶體材料在制備光存儲材料中的應用。
16、一種光存儲材料，其原料包括上述te摻雜雙鈣鈦礦cs2zr1-xsnxcl6固溶體材料。
17、本專利技術至少具有如下有益效果：
18、(1)本專利技術的te摻雜雙鈣鈦礦cs2zr1-xsnxcl6固溶體材料具有高的抗濕穩定性和化學穩定性，其可被x-ray高能光子有效激發，產生高的載流子存儲。te4+不僅作為有效的空穴捕獲與發光復合中心，而且te4+在cs2zr1-xsnxcl6中摻雜可誘導出大量具有電子捕獲特性的電子陷阱中心。進一步地，通過sn含量的調節，可實現100k至400k寬溫度范圍內熱釋光峰位的調節。材料可應用于超寬溫度可工作的x-ray成像與結構探測等領域。
19、(2)te摻雜雙鈣鈦礦cs2zr1-xsnxcl6固溶體材料中只采用te4+離子的單獨摻雜即可得到高效的x射線光存儲材料，相較于傳統的多種稀土發光離子共摻雜的光存儲材料，cs2zr1-xsnxcl6:te4+固溶體光存儲材料的發光特性可重復性高，并且生產成本較低。
20、(3)本專利技術采用溶劑熱反應法，在170～200℃下即可反應生成結晶度和載流子存儲高的te摻雜雙鈣鈦礦cs2zr1-xsnxcl6固溶體材料，相較于傳統光存儲材料超高溫(＞1000攝氏度)和還原性氣氛(h2)的苛刻條件，反應條件和操作簡單，生產成本低。此外，該方法所需的設備已經成熟且結構簡單，便于實現大規模生產。
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1.一種Te摻雜雙鈣鈦礦Cs2Zr1-xSnxCl6固溶體材料，其特征在于，其化學通式為Cs2Zr1-xSnxCl6:yTe4+，其中，0＜x＜1，0＜y＜0.2。
2.如權利要求1所述的Te摻雜雙鈣鈦礦Cs2Zr1-xSnxCl6固溶體材料，其特征在于，其晶體結構為立方晶系，空間群為Fm3m。
3.如權利要求1或2所述的Te摻雜雙鈣鈦礦Cs2Zr1-xSnxCl6固溶體材料，其特征在于，其由含銫化合物、含鋯化合物、含錫化合物、含氯化合物和含碲化合物經熱處理得到，其中，所述熱處理的溫度為170～200℃，所述熱處理的時間為0.5～24小時。
4.如權利要求3所述的Te摻雜雙鈣鈦礦Cs2Zr1-xSnxCl6固溶體材料，其特征在于，所述含銫化合物為氯化銫和/或碳酸銫，所述含鋯化合物為氯化鋯，所述含錫化合物為四氯化錫、二氧化錫和氧化亞錫中的至少一種，所述含氯化合物為鹽酸，所述含碲化合物為二氧化碲和/或四氯化碲。
5.一種Te摻雜雙鈣鈦礦Cs2Zr1-xSnxCl6固溶體材料的制備方法，其特征在于，所述Te摻雜雙鈣鈦礦固溶體材料的化學通式
6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述熱處理的具體操作如下：以1～3℃/分鐘的升溫速率自室溫升至170～200℃，保溫0.5～24小時，然后以2～20℃/小時的降溫速率降至室溫。
7.如權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述含銫化合物為氯化銫和/或碳酸銫，所述含鋯化合物為氯化鋯，所述含錫化合物為四氯化錫、二氧化錫和氧化亞錫中的至少一種，所述含氯化合物為鹽酸，所述含碲化合物為二氧化碲和/或四氯化碲。
8.如權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中的所述含銫化合物、所述含鋯化合物和所述含錫化合物在保護氮氣氣氛中稱取。
9.權利要求1-4中任意一項所述的Te摻雜雙鈣鈦礦Cs2Zr1-xSnxCl6固溶體材料在制備光存儲材料中的應用。
10.一種光存儲材料，其特征在于，其原料包括權利要求1-4中任意一項所述的Te摻雜雙鈣鈦礦Cs2Zr1-xSnxCl6固溶體材料。
...【技術特征摘要】
1.一種te摻雜雙鈣鈦礦cs2zr1-xsnxcl6固溶體材料，其特征在于，其化學通式為cs2zr1-xsnxcl6:yte4+，其中，0＜x＜1，0＜y＜0.2。
2.如權利要求1所述的te摻雜雙鈣鈦礦cs2zr1-xsnxcl6固溶體材料，其特征在于，其晶體結構為立方晶系，空間群為fm3m。
3.如權利要求1或2所述的te摻雜雙鈣鈦礦cs2zr1-xsnxcl6固溶體材料，其特征在于，其由含銫化合物、含鋯化合物、含錫化合物、含氯化合物和含碲化合物經熱處理得到，其中，所述熱處理的溫度為170～200℃，所述熱處理的時間為0.5～24小時。
4.如權利要求3所述的te摻雜雙鈣鈦礦cs2zr1-xsnxcl6固溶體材料，其特征在于，所述含銫化合物為氯化銫和/或碳酸銫，所述含鋯化合物為氯化鋯，所述含錫化合物為四氯化錫、二氧化錫和氧化亞錫中的至少一種，所述含氯化合物為鹽酸，所述含碲化合物為二氧化碲和/或四氯化碲。
5.一種te摻雜雙鈣鈦礦cs2zr1-xsnxcl6固溶體材料的制備方法，其特征在于，所述te摻雜雙鈣鈦礦固溶體材...
【專利技術屬性】
技術研發人員：呂天帥，徐堉凱，陳銘容，謝宇凡，吳靜雯，許明明，陳嘉麗，魏展畫，
申請(專利權)人：華僑大學，
類型：發明
國別省市：
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