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光至發光資料的研究停頓.doc
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光至發光材料的研究進展關鍵字光至發光材料熒光反光 K eyword photoluminescence material fluorescence listen 摘要; 綜述了光致發光材料的大致研究進展, 闡述了光致發光材料的發光原理, 常見的發光材料,并對未來光致發光材料發展趨勢作了展望。 Abstract It is summarize the investigation of photoluminescence material .A nd tell us about the theory of photoluminescence material .A nd familiar photoluminescence material .F uture development aspects of researches and applications about the material are proposed 前言在各種類型激發作用下能產生光發射的材料。主要由基質和激活劑組成,此外還添加一些助溶劑、共激活劑和敏化劑。發光材料分永久性發光材料( 放射性輻射激發) 和外加能量激發而發光如光激發、電場激發、陰極射線激發、 X 射線激發等的材料。光致發光材料又稱超余輝的蓄光材料。它是一種性能優良,無需任何電源就能自行發光的材料。 1 發展歷史光致發光材料的研究歷史非常悠久。最早可追溯到 1866 年法國人 Sidot 制備的 ZnS :Cu 上,它是第一個具有實際應用意義的長余輝蓄光材料。 20世紀初,Lenard 制備出了 ZnS :M (M = Cu ,Ag ,Bi ,Mg 等)發光材料, 并研究了熒光衰減曲線, 提出了“中心論”。但該類發光材料由于發光亮度不高,壽命短等缺點,人們往其中引入了放射性物質,雖然能解決以上問題, 但又會危害人體安全、損害環境, 因而人們將目光又投向了其他基質的發光材料領域。 1934 年,Haberlandt 在研究天然 CaF2 結構時發現,痕量 Eu2+ 占據礦石中 Ca2+ 的位置時, 引起礦石發出藍光。 1964 年, Y2O3 : Eu , Y2O2S : Eu3+ 發光材料的研制發明, 使彩色電視機得到迅速的推廣。 20世紀 80 年代, 石春山等對復合***化物中的光譜特性進行研究, 得出 Eu2+ 的f-f 躍遷出現的若干判據,推進了我國發光材料的發展。 20世紀 80 年代以后, 一些制備發光材料的新工藝及一系列超長余輝發光材料的研究成功, 為發光材料的應用開辟了廣闊的領域。 2 發光機理 2.1. 反光與發光的區別在生活中人眼睛能看看到的發光的材料分成兩大類。 1. 反光材料這種材料可以將照在其表面上的光迅速地反射回來。材料不同,反射的光的波長范圍也就不同。反射光的顏色取決于材料吸收何種波長的光并反射何種波長的光, ,因此必須要有光照在材料表面, 材料表面才能反射光, 如各種執照牌、交通標志牌等。光致發光材料是向外發光,而不是反射光。 2. 熒光材料吸收一定波長的光,立刻向外發出不同波長的光,稱為熒光,當入射光消失時,熒光材料就會立刻停止發光。更確切地講, 熒光是指在外界光照下,人眼見到的一些相當亮的顏色光,如綠色、橘黃色、黃色, 人們也常稱它們為霓虹光。所以反光材料和發光材料有很大的不同, 發光機理不一樣: 光致發光材料是向外發光,而不是反射光。 2.2 發光分類發光材料又稱發光體,是一種能夠把從外界吸收的各種形式的能量轉換為非平衡光輻射的功能材料。光輻射有平衡輻射和非平衡輻射兩大類, 即熱輻射和發光。任何物體只要具有一定的溫度, 則該物體必定具有與此溫度下處于熱平衡狀態的輻射( 紅光、紅外輻射)。非平衡輻射是指在某種外界作用的激發下, 體系偏離原來的平衡態, 如果物體在回復到平衡態的過程中, 其多余的能量以光輻射的形式釋放出來, 則稱為發光。因此發光是一種疊加在熱輻射背景上的非平衡輻射,其持續時間要超過光的振動周期。 2.3 光致發光材料的長余輝發光原理眾所周知固體發光有兩個基本特征(1) 任何物體在一定溫度下都具有平衡熱輻射, 而發光是指吸收外來能量后, 發出的總輻射中超出平衡熱輻射的部分。(2) 當外界激發源對材料的作用停止后, 發光還會持續一段時間, 稱為余輝。這是固體發光與其他光發射現象的根本區別熒光材料是一些感光的特殊的感光分子組成,在構成感光材料的同時分子已經存在的慣性, 當光照射的時候他不是我們長說的吸光, 而是光的能量把感光材料的分子結構改變了, 光繼續照射分子的結構繼續改變直到它最大限度的改變, 當沒有光照的時候, 也就是沒有外界的能量能是它的分子結構繼續發生改變, 由于慣性的作用分子間的結構要恢復原狀, 恢復的時候要產生能量, 這就是發光的過成, 這種光也稱為余輝。所以光致發光材料又稱超余輝的蓄光材料。它是一種性能優良, 無需任何電源就能自行發光的材料。長余輝光致發光材料是吸收光能后進行蓄光后而后發光的物質。 3. 光至發光材料的大致分類 3.1 無機發光材料無機熒光材料的代表為稀土離子發光及稀土熒光材料, 其優點是吸收能力強, 轉換率高, 稀土配合物中心離子的窄帶發射有利于全色顯示, 且物理化學性質穩定。由于稀土離子具有豐富的能級和 4f 電子躍遷特性, 使稀土成為發光寶庫, 為高科技領域特別是信息通訊領域提供了性能優越的發光材料。目前, 常見的無機熒光材料是以堿土金屬的硫化物(如 ZnS 、 CaS )鋁酸鹽( SrAl2O4, CaAl2O4, BaAl2O4 )等作為發光基質, 以稀土鑭系元素[銪(Eu) 、釤( Sm) 、鉺(Er) 、釹(Nd) 等] 作為激活劑和助激活劑。無機熒光體的傳統制備方法是高溫固相法, 但隨著新技術的快速更新, 發光材料性能指標的提高需要克服經典合成方法所固有的缺陷, 一些新的方法應運而生, 如燃燒法、溶膠—凝膠法[ 、水熱沉淀法、微波法等。 3.2 有機發光材料在發光領域中,有機材料的研究日益受到人們的重視。因為有機化合物的種類繁多, 可調性好,色彩豐富,色純度高,分子設計相對比較靈活。根據不同的分子結構,有機發光材料可分為: (1) 有機小分子發光材料; (2) 有機高分子發光材料; (3) 有機配合物發光材料。這些發光材料無論在發光機理、物理化學性能上, 還是在應用上都有各自的特點。有機小分子發光材料種類繁多, 它們多帶有共軛雜環及各種生色團, 結構易于調整, 通過引入烯鍵、苯環等不飽和基團及各種生色團來改變其共軛長度, 從而使化合物光電性質發生變化。如惡二唑及其衍生物類, 三唑及其衍生物類, 羅丹明及其衍生物類,香豆素類衍生物, 1,8- 萘酰亞***類衍生物,吡唑啉衍生物,三苯***類衍生物, 卟啉類化合物, 咔唑、吡嗪、噻唑類衍生物, 苝類衍生物等。它們廣泛應用于光學電子器件、 DNA 診斷、光化學傳感器、染料、熒光增白劑、熒光涂料、激光染料[7] 、有機電致發光器件(ELD) 等方面。但是小分子發光材料在固態下易發生熒光猝滅現象 內容來自淘豆網www.xyzok.com轉載請標明出處.
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