稀土发光材料的发光原理
现今,荧光材料主要分为两类,一种是使材料受热,产生从而可以发光;第二种是物体受到激发后吸收能量从而发生跃迁至激发态,在回到的过程中以光的形式释放能量。
与稀土化合物为发光材料基质,稀土元素为激活剂的发光材料多数属于第二种。其原因,是因为稀土元素原子存在4f轨道类型的电子构型,当位于4f轨道的电子跃迁到另一个不同能级轨道时,从而会产生不同的吸收和发射光谱。
目前而言,晶体场理论和J-O理论是描述稀土材料受激活发光原理中最具权威性的理论。其中,晶体场理论认为晶体中掺杂的稀土离子由于受到周围晶格离子所产生的晶体场影响,使得离子的能级劈裂和能量带之间的跃迁也随之发生了相应的变化,导致稀土离子在固体中形成了典型的分立发光中心从而发光,而中心的发光性质主要取决于离子本身,基质晶格的影响则是次要的[6]。J-O理论是由B.R. Jubb和G.S.Ofelt共同发表的,这一理论是用来研究稀土离子理论模型,即利用吸收峰从基态跃迁至激发态的积分强度来计算出电偶极跃迁和电子多级跃迁的振子强度,从而能够通过进一步的计算得到各级跃迁概率。
1.3.4 稀土发光材料的种类
根据受到激发方式的不同,大致可将发光材料分为以下几类:光致发光材料、电致发光材料、阴极射线发光材料、化学发光和生物发光等。总所周知,在这17中稀土元素之中,Y3+、La3+和Lu3+这三个离子的电子构型非常稳定,同时也不能发光,故可用作发光材料[7],大多数为稀土离子激活发光材料。根据基质材料的不同,又可细分为两种:一是以稀土化合物作为基质;二是以非稀土化合物作为基质。可作为激活中心的稀土元素离子主要分布在Gd3+的两侧,譬如Eu3+、Eu2+、Sm3+、Dy3+、Tb3+。
1.3.5 稀土发光材料的应用
由于具有转化率高、可发射光谱范围宽、物化性质稳定等优点,稀土发光材料的研究和应用得到了迅猛的发展,主要涉及照明、荧光材料、电子显示以及辐射场的探测等方面。
(1) 照明显示的应用
稀土发光材料具有发光效率高、热猝温度高、承受辐射性能好等特点,故可用于节能照明使用。电子显示方面,由于稀土荧光响应快,量子效率高及密度大,稀土发光材料已被用于各类影视成像技术的制备中。稀土发光材料已经从简单地应用在照明领域,发展到科技界的重要材料。
1962年,O’Connor[8]首次发现二价钐离子掺杂的氟化物CaF2:Sm2+可以输出激光脉冲,这标志着稀土发光材料的问世。20世纪60年代初期,稀土红色荧光粉研制成功,解决了原先三基色不匹配的相关问题。其中,Y2O3:Eu3+粉末是唯一用于稀土三基色荧光粉的红粉,其量子效率极高,接近100%,并且有很好的色纯度。一直到20世纪90年代,出现了第二代稀土三基色荧光粉,磷酸盐系列的荧光粉。1993年日本亚化学公司在以InGaN为基质对的蓝色LED技术上获得重大突破并很快将其产业化,在这样速度的发展之下,在1996年研制出白光LED,并于2005年逐渐取代白炽灯在日常生活中的地位,成为第四代照明光源。
(2) 在生物医学分析检测中的应用
上一页 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] 下一页
碱土金属稀土钼酸盐发光材料的制备及性能研究 第5页下载如图片无法显示或论文不完整,请联系qq752018766