1发光物质基础知识总结.pptVIP

1.2发光物质的定义 发光物质包括基质、发光中心（通常称为激活剂）例如 基质是 ，激活剂是 。 （但是并非所有的离子和物质都可以发光，还可以通过非辐射弛豫回到基态，为了研制出高效的发光物质，应尽量避免非辐射弛豫过程） 该系统的主要特性为发射光的光谱能量分布（发射光光谱）、激发光的光谱能量分布（激发光谱）、辐射和非辐射返回基态的能量 许多物质的发光过程要比图1所示的过程复杂的多。 我们可以把其他的离子掺杂到基质中，此离子吸收辐射，然后把能量传给激活剂。 在这种情况下，吸收辐射能的离子称为敏化剂。 注：1、在发光物质中，激活剂和敏化剂的含量一般为百分之几，而且在一般情况下，它们在发光基质中的分布是极为均匀的。 有时候激活剂的含量可达到100%，这种情况体现出了发光物质更特殊的性质。例如， ，其中钨是发光中心， 和 组成基质。 2、有时也可以激活基质，基质将能量转移给激活剂，此时基质充当敏化剂。 物质发光过程中的物理过程： ①通过激活剂、敏化剂或基质吸收能量的过程，即激发过程。 ②激活剂发光。 ③非辐射回到基态，此过程降低物质的发光效率。 ④发光中心之间的能量转移。 1.2发光理论 以有机和无机两大系统解释发光现象，二者存在着巨大的差异： 有机荧光体即使溶解在溶液里也会发光，而无机荧光体则不行。 有机荧光体包含特定分子，而无机荧光体则包含特定的晶格结构。 发光过程中，无机应尽量避免把激活能损耗在发光相竞争的过程上，而对于受到紫外激发发射光子的有机化合物，发光中心的性质从未弄清。 为了得到无机荧光体，必须用一个具有光学活性的阳离子来取代晶格内的阳离子。同样地也可以用一个光学活性的阴离子取代晶格阴离子。 光学活性：一个物质光振动平面的能力称为光学活性。光学活性即旋光性。 用于制备荧光材料的阳离子在周期表中的位置如图所示， 这些阳离子均是价电子层充满的，因而不具有光学活性，此外，作为荧光粉基质的阳离子，这些离子必须是在给出的基质晶体中处于表中给出的价态，否则基质材料也能发光，会影响激活剂离子正常发挥激活作用。 作为荧光粉基质的阴离子同样需要满足这些要求。 阴离子必须与光学惰性的阴离子结合才能形成有效的荧光粉。 若离子既作为基质离子有时激活剂，这种材料是自激活荧光体。例如MgWO4：W，但作为激活中心的W原子价态不同于作为基质晶格的W原子。 自激活荧光粉MgWO4：W已经被用了很多年，由MgO和WO3烧制而成，发蓝光。 能够通过同晶置换进入给定基质晶格结构和组成，成为激活中心离子的阳离子是有限的。只有电子组态为d10s2，L-S偶合的基态能级1S0的阳离子才能作为激活剂。 同晶置换：矿物结晶时，晶体结构中由某种离子或原子占有的位置，部分被性质类似、大小相近的其他离子或原子占有，但晶体结构型式基本不变。 用于描述荧光材料的发光特征的量： ①激发和发射谱带 ②CIE色度坐标，即x和y ③最大发射波长 ④量子效率，QE ⑤吸收度A=（1－R），其中R为反射率 ⑥原料配方中阳离子与阴离子的比值 ⑦激活剂的浓度 1.4应用 稀土荧光粉由稀土离子作为激活剂或基质组份而制成的新一代荧光粉。 稀土离子是化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素——钪(Sc)和钇(Y)共17种元素。 * 如图，该系统的发光过程是激活剂吸收激发光的能量变为激发态，然后回到基态并发出光。 图1 *