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铝酸盐光致发光材料的相组成与粒径牧3唐浩林潘赵修建(武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070)摘要介绍了铝酸盐光致发光材料的研究历程和特殊的发光机理,总结和讨论了相组成以及粒径对发光性能的影响。认为今后的工作重点是建立相组成与制备方法之间稳定的对应关系,从晶体化学的角度研究基质和掺杂离子对发光特性的影响,研究高温制备多组分纳米材料技术并对其粒子进行修饰。关键词铝酸盐发光材料相组成粒径ProgressontheResearchofParticleSizeandPhasesCompositionofAluminatePhotoluminescenceMaterialsTangHaolin,PanMu3,ZhaoXiujian(StateKeyLaboratoryofAdvancedTechnologyforMaterialsSynthesisandProcessing,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China)AbstractTheluminescentmechanismanditsdevelopmentofaluminatesphotoluminescencematerialswereintroducedinthispaperwithemphasisontheeffectofphasecompositionsandparticlesizeonluminescentproperties.Furtherworkwillfocusonestablishingclearlyrelationshipbetweenphasecompositionandsynthesizingmethods,investigatingtheeffectofhostanddopediononthecharacterofluminescentintheviewofcrystalchemistry,andthefabricationtechnologyofmultiphase2nanometermaterialsaswell.KeywordsAluminatephotoluminescencematerials,Phasecomposition,Particlesize近年来环境污染、能源紧缺受到人们的广泛关注,节能与绿色成为新世纪科学研究的主要方向。长余辉发光材料由于不需要特殊的外场、对环境友好而显示出巨大的优势。其中,铝酸盐发光材料具有高达90%的量子转化效率1、长达2000min的余辉时间2、较宽的激发范围3以及发射光在可见范围内等优点,成为荧光材料研究的热点之一。实际上铝酸盐材料的研究有很长的历史,早在1938年就有关于铝酸盐发光材料的报道4。碱土铝酸盐发光材料最初是由于很高的量子转化效率而引起了人们的关注,后来为了满足制备长余辉材料的需要,研究开始着眼于各种杂质离子在增强余辉、改善发光性能中的作用。1993年松尺隆嗣等较详细地报道了基质晶格对SrAl2O4:Eu磷光体的影响之后,人们的研究才逐渐转移到基质晶格对发光特性的影响上来2,3。纳米发光材料由于粒子的表面作用和量子效应,因而具有许多独特的性质,如高的光吸收系唐浩林男,21岁,硕士生,现从事能源材料方面的研究。3联系人教育部青年骨干教师基金项目资助2001208220收稿,2002205229修回http:ΠΠ化学通报2003年第3期·175·数、超快的时间响应、特殊的瞬间弛豫现象和良好的光电发射特性等5。纳米技术在光致发光领域的应用,为铝酸盐发光材料的发展提供了新的契机。而相转变的形成和粒径的控制是制备性能良好的纳米材料特别是铝酸盐这种相变复杂、成相温度高的多组分材料首要解决的问题。因此,有必要对铝酸盐材料的相变及其纳米荧光效应进行总结。1铝酸盐材料的发光机理铝酸盐发光材料相对于其它材料来说具有较长余辉,其原因在于,材料中Eu2+不仅作为激活剂形成发光中心,而且形成对发光衰减起重要作用的电子陷阱,该陷阱具有俘获导带中电子的能力,激发光停止后,陷阱中的电子在热扰动下缓缓释放到导带,然后与空穴复合激发Eu2+,从而导致长余辉效应,陷阱的深浅决定了电子或空穴的寿命,从而也决定了磷光体余辉时间的长短6。掺杂多种稀土离子的发光材料中形成了一个激活中心和一个敏化中心,激发离子所释放的空穴能够通过价带迁移,被敏化离子捕获7。以SrAlOEu:Dy3+为例,其长余辉发光特性是交叉驰豫的结24果,其机理如图1所示,可以假定Dy3+吸收能量氧化为Dy4+,当照射停止后,空穴再次热激发,并释放到价带中。空穴迁移到被激发的Eu+上,并被捕获,从而再次产生磷光8。对于掺杂稀土离子的铝酸盐材料来说,不仅激活剂和敏化剂对荧光性能有影响,基质的相组成不同、材料的粒