稀土离子掺杂无机非导电性材料的部分分析.doc

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1、发光与发光材料概述1.浓度猝灭可能的起因如下：（P17）（1）激活离子之间交叉弛豫引起发射能级的激发能量损耗。（2）因激活离子之间共振产生的激发移动随浓度增大而增强，致使晶体表面起到一个猝灭中心的作用。（3）激活离子结对或凝结，并变成猝灭中心。浓度猝灭，其本质是杂质猝灭引起的发射强度下降。荧光体中相同的激活离子所处的激发能态都是相同的，当激活剂浓度增加时，这些能态会足够近地靠拢，因此极易发生能态间的能量转移。这种迅速广泛的能量传递结果，使能量通过猝灭杂质中心消耗于基质晶格振动中，导致发光强度下降。2.白光LED的获取

2、方式：（P33）依照目前已有技术，获取白光LED的方式大体有以下四种：（1）多芯片组合方式，即光色混合成LED；（2）单一芯片荧光体转换的白光LED；（3）单一芯片非荧光体转换的白光LED；（4）量子阱白光LED；3.Eu2+和Ce3+是白光LED用发光材料研究中两个重要激活离子，为了更广泛地应用，有必要对它们进行进一步深入了解。4.Eu3+具有4f6电子组态，能级结构简单，发光单色性好、量子效率高。其发光主要来自于5D0激发态，所产生的谱线有～813nm(5D0→7F6)、～741nm(5D0→7F5)、～700n

3、m(5D0→7F4)、～654nm(5D0→7F3)、～615nm(5D0→7F2)、～592nm(5D0→7F1)、～578nm(5D0→7F0)。其中，5D0→7F2跃迁属于超灵敏跃迁，对基质有强的依赖性。稀土离子f-f跃迁都属于禁戒跃迁的窄带，强度很低，难以借助f→d跃迁吸收激发光能，而是通过基质晶格吸收或处于低能位置的电荷迁移带吸收。利用电荷迁移带(chargetransferband，简称CTB)对激发光能的宽带吸收和对稀土离子的能量传递，是提高稀土离子发光效率的途径之一。在无机发光材料中，Eu3+的可见光

4、发射主要为5D0→7FJ(J=0，1，2，3，4，5，6)的跃迁，其中最强的跃迁为5D0→7Fl或5D0→7F2，这取决于Eu3+在该发光材料中所占据位置的对称性的高低。对称性高，以磁偶极跃迁5D0→7F1为主；对称性低，则以电偶极跃迁5D0→7F2为主，而其他跃迁均较弱。5.根据国内外的大量文献资料，我们总结了Eu3+激活的钨／钼酸盐红色荧光体的特点，具体如下：(1)Eu3+的较高4f能级激发，如7F0一5L6,7等，可以获得5D0→7F2高效跃迁红色发光，且色纯度很高。(2)在其他体系荧光体中，绝大多数情况是Eu

5、3+的395nm(7F0一5L6)激发谱线强度高于465nm(7F0一5D2)及536nm(7F0一5D1)的激发效果。而在钨／钼酸盐体系中，还常观测到其他不同情况。这是一个有趣的现象，它的变化规律和内涵还不清楚。(3)在许多钨／钼酸盐体系中，WO42-和MoO42-基团中，W-O和Mo-O具有较强的共价键效应，使得Eu3+的浓度效应相对减弱，Eu3+的掺杂浓度可以很高，甚至摩尔分数达至100％的基质组成而不发生浓度猝灭，所以其发光强度高，可以承受高功率激发。Eu3+在CaWO4或CaMoO4基质中的最佳掺杂浓度为2

6、4％。(4)制备方法简单，合成温度很低，大多在700-1200oC。6.Eu3+的发射光谱中，若5D0→7F2跃迁占主要成分，这说明Eu3+离子在晶体中占据更多的是非反演中心的格位。在四方晶系的基质中，由于Eu3+离子不等价取代M2+离子，引起晶格畸变，使Eu3+离子偏离对称中心，即此时由于4f6组态中混入了相反宇称的5d组态及晶场的不均匀性，使晶体的宇称选择定则放宽，f-f禁戒跃迁部分解除，其结果是Eu3+离子的5D0→7F2跃迁红光发射最强。7.Li+离子补偿效果最好。分析原因如下：等物质的量的Eu3+与M+的加

7、入，可认为Eu3+是以离子对“Eu3+-M+”形式分布在基质中。只有当M+的扩散速度快，流动性大时，M+才能易于向Eu3+靠拢，并协同取代两个Ca2+的位置。因此，M+的大小(离子半径)对Eu3+能否进入基质有很大影响。可以预料，M+(M=Li，Na，K)半径越小，质量越轻，越易扩散进入基质。Li+、Na+、K+的离子半径分别为92pm、118pm、138pm，摩尔质量分别为7g／mol、23g／mol、39g／mol。因此，推测Li+最易以离子对“Eu3+-Li+形式进入晶格，样品的红光发射应该最强。这一推论与实验

8、事实完全相符。8.激发光谱均由两个交叠的宽激发带和几组锐激发谱线组成。宽激发带包括位于短波紫外区(220-280nm)的W6+-O2-的电荷迁移带CTB，峰值约为240nm，和位于中波紫外区(250-350nm)的Eu3+-O2-电荷迁移带，峰值约为285nm。锐激发谱线位于长波紫外-可见光区(290-550nm)，属Eu3+离子的4f-4f高