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表2-2 稀土离子的荧光光谱
离子 f－f跃迁(始态à终态) 颜色(或波长)
Pr3+ 1D2à3H4 红
3D0à3H4 绿
1S0à3H4 蓝
Eu3+ 5D0à7F2 橙
5D0à7F1 红
Gd3+ 6Pà6S 313nm
Tb3+ 5D4à7F 蓝紫
5D3à7F 蓝
Dy3+ 4F9/2à6H15/2 470～500nm
4F9/2à6H13/2 570～600nm
稀土发光是由稀土4f电子在不同能级间跃出而产生的，因激发方式不同，发光可区分为光致发光(photoluminescence)、阴极射线发光(cathodeluminescence)、电致发光(electroluminescence)、放射性发光(radiation luminescence)、X射线发光(X－ray luminescence)、摩擦发光(triboluminescence)、化学发光(chemiluminescence)和生物发光(bioluminescence)等。稀土发光具有吸收能力强，转换效率高，可发射从紫外线到红外光的光谱，特别在可见光区有很强的发射能力等优点。稀土发光材料在信息、生物、新材料、新能源、空间和海洋751大新科技群中有着重要的作用[47]。
在稀土功能材料的发展中，尤其以稀土发光材料(Rare Earth Luminescent Materials)格外引人注目。稀土因其特殊的电子层结构，而具有一般元素所无法比拟的光谱性质，稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴，只要谈到发光，几乎离不开稀土。稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f5d电子组态，因此有丰富的电子能级和长寿命激发态，能级跃迁通道多达20余万个，可以产生多种多样的辐射吸收和发射，构成广泛的发光和激光材料。发光是稀土化合物光、电、磁三大功能中最突出的功能，受到人们极大的关注。
稀土化合物的发光是基于它们的4f电子在f－f组态之内或f－d组态之间的跃迁。具有未充满的4f壳层的稀土原子或离子，其光谱大约有30000条可观察到的谱线，它们可以发射从紫外光、可见光到红外光区的各种波长的电磁辐射。稀土离子丰富的能级和4f电子的跃迁特性，使稀土成为巨大的发光宝库，从中可发掘出更多新型的发光材料[48-53]。
1.10 选题思路
1.10.1 荧光粉末的选择
LED在蓝色/蓝绿色荧光粉方面，BaMgAl10O17(BAM)由于具有高发光效率和色纯度好等优点,已经成为首选的蓝色发光荧光灯用荧光粉，同时也逐步应用到白光LED领域。基于BAM蓝色荧光粉，研究了一种Eu2+，Mn2+共掺的BaMgAl10O17：Eu2+：Mn2+ (BAM： Eu2+：Mn2+)蓝绿荧光粉，并且将它与紫外LED芯片和一种红色荧光粉Ca(La0.5Eu0. 5) 4Si3O13封装, 在20mA前向电流驱动下，获得了高显色指数的白光LED。通过使用具有蓝绿复合特性的荧光粉末去取代蓝、绿荧光粉末的分别制备，降低了工艺成本，节约了能源。
1.10.2 粉末制备的选择
稀土Eu2+掺杂的BaMgAl10O17：Eu2+：Mn2+蓝绿色荧光粉被广泛应用于阴极射线管、等离子显示平板及LED荧光灯。然而商用BAM荧光粉多采用传统的高温固相法制备，该法由于合成温度较高，且灼烧时间较长，导致生成的粉体粗大甚至聚结成块。为了满足后续涂屏工艺的要求，粉体必须球磨粉碎，而球磨会破坏晶形并引入杂质，从而导致发光性能下降。制备纳米级粉末还可以使用溶胶－凝胶法，但溶胶－凝胶法的制备工艺十分复杂，其制备BAM蓝粉的过程包含在空气中长时间(>4 h)、高温(>1300℃)灼烧及在还原气氛中反复还原等步骤。为此，人们一直在探求低温合成纯度高、颗粒细的BAM的有效方法。