發(fā)光材料的制備和特性研究(實(shí)驗(yàn))

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1、發(fā)光材料的制備和特性研究274(實(shí)驗(yàn))導(dǎo)讀：就愛閱讀網(wǎng)友為您分享以下“發(fā)光材料的制備和特性研究274(實(shí)驗(yàn))”的資訊，希望對(duì)您有所幫助，感謝您對(duì)92to.com的支持!材料物理綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)題目：發(fā)光材料的制備和特性研究物理與能源學(xué)院材料物理專業(yè)___2011___級(jí)____1___班學(xué)號(hào)__106072011274______姓名__賴婷婷___________指導(dǎo)老師:__林林老師______14發(fā)光材料的制備和特性研究（實(shí)驗(yàn)報(bào)告）摘要：本實(shí)驗(yàn)用高溫固相法制備鉬酸釔鏑，通過(guò)紫外分光光度計(jì)對(duì)材料的激發(fā)強(qiáng)度和發(fā)射強(qiáng)度

2、進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鉬酸釔鏑在波長(zhǎng)為353nm時(shí)激發(fā)峰最強(qiáng)，在波長(zhǎng)為383.5nm時(shí)的發(fā)射峰最強(qiáng)引言：發(fā)光是物質(zhì)將某種方式吸收的能量轉(zhuǎn)化為光輻射的過(guò)程，是熱輻射之外的另一種輻射。要確定某一種材料是否發(fā)光并沒(méi)有明顯的界限，一般激發(fā)條件下不發(fā)光的材料在非常強(qiáng)的能量激發(fā)下有微弱的發(fā)光。有些材料需要提高純度，發(fā)光才能變強(qiáng)，有些材料則需要摻入一定量的激活劑才能發(fā)光發(fā)光材料在信息、能源、材料、航天航空、生物技術(shù)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，對(duì)全球信息高速公路的建設(shè)及國(guó)家經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展有著舉足輕重的推動(dòng)作用。稀土離子摻雜材料的

3、上轉(zhuǎn)換發(fā)光，是一種吸收兩個(gè)或兩個(gè)以上的低能光子發(fā)射出一個(gè)高能光子的發(fā)光過(guò)程。摻雜在晶體或玻璃態(tài)物質(zhì)基質(zhì)中的稀土離子，可以通過(guò)激發(fā)態(tài)吸收和各種能量傳遞過(guò)程被激發(fā)至高于泵浦能量的能級(jí)而向下躍遷產(chǎn)生上轉(zhuǎn)換發(fā)射。發(fā)光材料種類和應(yīng)用14對(duì)固體發(fā)光材料而言，發(fā)光材料主要包括無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料兩大類，根據(jù)其被激發(fā)的方式不同可以具體劃分為以下幾種類型:稀土發(fā)光材料的發(fā)光原理：三價(jià)稀土離子：La3+：[Xe]4f0------Lu3+：[Xe]4f14[Xe]=[Kr]4d105s25p6，三價(jià)稀土離子，4f電子能量最高。三價(jià)稀土離子的

4、發(fā)射和激發(fā)絕大多數(shù)是由4f電子在f組態(tài)內(nèi)不同能級(jí)之間的躍遷而產(chǎn)生的，稱為4f－4f躍遷,4f－4f躍遷種類豐富，譜線很多。4f電子能量高于5s和5p，但比5s和5p電子離核近，處于內(nèi)層。5s25p6形成了良好的電屏蔽，三價(jià)稀土離子摻入晶體時(shí)，在晶體中比較獨(dú)，4f能級(jí)位置受晶體的影響不大，在所有晶體中都差不多在+3價(jià)稀土離子中，Y3+和La3+無(wú)4f電子，Lu3+的4f亞層為全充滿的，都具有密閉的殼層。因此是光學(xué)惰性的，適用于作基質(zhì)材料。從Ce3+到Y(jié)b3+，電子依次填充在4f軌道，從f1到f13，其電子層中都具有未成對(duì)

5、電子，其躍遷可產(chǎn)生發(fā)光。這些離子適于作為發(fā)光材料的激活離子。Dieke圖：三價(jià)稀土離子在LaCl3晶體中的4f電子能級(jí)圖14固體發(fā)光原理發(fā)光的定義是物質(zhì)受外界激發(fā)而吸收能量，然后躍遷至激發(fā)態(tài)（非穩(wěn)定態(tài)），在返回到低能態(tài)的過(guò)程中，以光輻射的形式釋放能量。如果輻射的光為可見光，則稱為固體發(fā)光。在各種類型激發(fā)作用下能量發(fā)光的物質(zhì)稱為發(fā)光材料。一般的說(shuō)，發(fā)光材料是由兩部分組成：激活離子（發(fā)光中心的摻雜離子）以及基質(zhì)（材料的主體）。發(fā)光是和晶體內(nèi)部的能量傳遞、缺陷結(jié)構(gòu)、載流子遷移、能帶結(jié)構(gòu)等微觀過(guò)程有關(guān)的一種宏觀現(xiàn)象。故固體發(fā)光

6、過(guò)程下圖所示固體發(fā)光原理其中M表示晶體基質(zhì)，在基質(zhì)M中摻入兩種離子A和S。當(dāng)基質(zhì)晶格M吸收激發(fā)能后，把能量傳遞給摻雜的外來(lái)離子，使其躍遷至激發(fā)態(tài)，當(dāng)激活離子返回到基態(tài)時(shí)可能有三種過(guò)程發(fā)生：(1)以熱的形式釋放激發(fā)能量，稱為“無(wú)輻射弛豫”，也叫熒光猝滅；(2)以光輻射形式釋放能量，此為“發(fā)光”現(xiàn)象；(3)S離子將吸收的激發(fā)能傳遞給離子A，即S吸收的全部或部分激發(fā)能通過(guò)A離子釋放。稱為“敏化發(fā)光”。在第三種過(guò)程中，我們一般地將A離子叫做激活劑，S為敏化劑。稀土離子是常用的激活離子，在周期表中的位置如下圖。14熒光粉的發(fā)光原

7、理那不同的發(fā)光材料有不同的發(fā)光過(guò)程和機(jī)制，下面我們有必要簡(jiǎn)述一下熒光粉的發(fā)光原理：(1)發(fā)光中心指激活劑或基質(zhì)晶格，從外部吸收能量。一般高能激發(fā)是基質(zhì)晶格吸收能量，再傳遞給發(fā)光離子，發(fā)光離子從基態(tài)E0被激發(fā)到激發(fā)態(tài)能級(jí)E2。激活劑被直接激發(fā)多出現(xiàn)在紫外或可見輻射。(2)被激發(fā)到高激發(fā)態(tài)的離子以熱(無(wú)輻射)的形式釋放一部分能量，達(dá)到亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)E1，然后電子從能級(jí)E1躍遷至基態(tài)E0，以發(fā)光(輻射)的形式釋放激發(fā)能。熒光粉的發(fā)光原理制作工藝：作為光電產(chǎn)業(yè)的重要材料，金屬鉬酸鹽在光致發(fā)光、光導(dǎo)纖維、閃爍器、微波器件、濕度傳感器

8、、催化劑等方面的應(yīng)用十分廣泛。其中，具有白鎢礦結(jié)構(gòu)的鉬酸鹽材料的研究最為廣泛。在發(fā)光材料應(yīng)用方面，大多數(shù)此類鉬酸鹽都是重要的閃爍體或X射線發(fā)光體。另外，鉬酸根具有特殊性質(zhì),鉬離子被144個(gè)氧離子包圍，位于四面體的對(duì)稱中心，具有很好的穩(wěn)定性，在紫外光作用下，鉬酸根能發(fā)出藍(lán)色至黃色光譜線，并傳遞給摻雜在鉬酸鹽基體中的稀土離子，因而，摻