1.3.2 稀土发光材料的发光原理
物质的发光主要分为两类,其一为物质受热,产生热辐射从而发光;其二为物体受激发吸收能量从而跃迁至激发态,在返回基态的过程中以光的形式释放能量[8]。
以稀土化合物为基质,稀土元素为激活剂的发光材料多属于后者。其原因是稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道,当其4f能级的电子跃迁至不同的能级,而产生不同的吸收和发射光谱。
稀土元素电子层结构的特点有:镧系元素电子在4f轨道上填充,4f轨道的角量子数l=3,磁量子数m可取-3、-2、-1、0、1、2、3等7个值,即4f亚层具有7个4f轨道,由Pauli不相容原理可知,一个原子轨道只能容纳自旋相反的两个电子,所以4f亚层只能容纳14个电子,则镧系原子电子依次从0增加到14。镧系元素原子的电子层结构有[Xe]4f16s2和[Xe]4fn-15d16s2两种,虽然钪和钇没有4f电子,但其外层具有(n-1)d1ns2的电子层构型,因此也将它们划为稀土元素[9]。
目前稀土描述激活发光材料的发光机理中最具有代表性的就是晶体场理论和J-O理论]。其中,晶体场理论认为,渗入到晶体中的稀土离子收到周围晶格离子产生的晶体场的影响,离子的能级劈裂和跃迁几率发生变化,稀土离子在固体中形成典型的分立发光中心进而发光,中心发光性质主要取决于离子本身,而基质晶格的影响是次要的[10]。J-O理论是由B.R. Jubb和G.S.Ofelt共同创立的,用来研究稀土离子辐射跃迁理论模型,利用基态到激发态跃迁的吸收峰的积分强度,计算出电偶极跃迁和电多级跃迁的阵子强度,进一步计算出各跃迁几率。
1.3.3 稀土发光材料的分类
广义而言,稀土发光材料即为含有稀土元素的发光材料,其种类很多,在此按照以下类别分类:稀土的作用、激发方式和应用范围等。
表1.3 稀土发光材料的分类
分类标准 类别
稀土的作用 1.稀土离子作为激活剂(材料基质为稀土化合物,如Y2O3:Eu3+等;材料基质为非稀土化合物,如SrAl2O4:Eu2+等);2. 稀土化合物作为基质材料(如Y2O3、La2O3和Gd2O3等),或稀土与过度元素共同构成的化合物作为基质材料(如YVO4等)
激发方式 1.稀土光致发光(紫外光、可见光以及红外光激发)材料;2.稀土电致发光(直流或交流电激发)材料;3.稀土阴极射线发光(电子束流激发)材料;4.稀土高能量光子激发发光(X射线或γ射线激发)材料;5.稀土光激励发光(晶体受电离辐射激发后再经光激励)材料;6.稀土热释发光(晶体受电离辐射激发后再经热激励)材料。
应用范围 1.照明材料(灯用荧光粉);2.显示材料(包括阴极射线发光材料和平板显示材料);3.检测材料(如X射线发光材料)4.闪烁体等
- 上一篇:复合PVDF/介孔二氧化钛膜的合成及其在动态静态条件下对水中染料净化的研究
- 下一篇:三价铬彩色钝化工艺研究+文献综述
-
-
-
-
-
-
-
酸性水汽提装置总汽提塔设计+CAD图纸
河岸冲刷和泥沙淤积的监测国内外研究现状
当代大学生慈善意识研究+文献综述
十二层带中心支撑钢结构...
电站锅炉暖风器设计任务书
大众媒体对公共政策制定的影响
中考体育项目与体育教学合理结合的研究
乳业同业并购式全产业链...
杂拟谷盗体内共生菌沃尔...
java+mysql车辆管理系统的设计+源代码