《纳米科技与现代生活》论文

《纳米科技与现代生活》 结课论文
题目：纳米电子信息学技术
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２０１0 年 5 月 25 日

随着科技的快速发展，在微电子技术的基础上，纳米技术与信息 技术，电子技术，自动化技术及计算机技术日渐融合，成为当今社会 科技领域的重要支柱技术，几乎任何领域的研发工作都与这些技术紧 密联系，而他们的相互交叉，相互渗透，也越来越密切。从而使得纳 米电子信息学技术得以迅猛发展。 纳米技术中最重要的一个分支领域是纳米电子信息学技术 （nanoelectronics） 。 在信息社会中， 电子学的应用显得越来越重要。 信息的获取、放大、存储、处理、传输、转换和显示，哪一样都离不 开电子学。电子学技术未来的发展，将以“更小，更快，更冷”为目 标。“更小”是进一步提高芯片的集成度，“更快”是实现更高的信 息运算和处理速度，而“更冷”则是进一步降低芯片的功耗。只有在 这三方面都得到同步的发展，电子学技术才能取得新的重大突破。而 这三方面共同发展的结果便是纳米电子信息学技术 。 纳米电子学的前景是一片光明，很多科学家们都致力于纳米电子 信息学技术的研究，这一技术在人类的未来生活、教育、研发、国防、 工作等等领域会发挥出举足轻重的作用。而在这领域一直处于先进地 位的美国国防高等技术研究厅 （DARP） ， 不久前就提出的超电子学 （ulbe ebotmlllcs）研发计划，他们就是根据“更小，更快，更冷”的发展 目标，要求未来的电子器件要比现有的微电子器件的存储密度高 5－ 100 倍，速度快 10－100 倍，而功耗则要小于现在器件功耗的 2 倍。最 终希望达到“双十二”，即 1012 位的存储器容量（1 Terabit）和每 秒 1012 次的运算器速度（1000 亿次/s），且廉价而节能。要实现这一

目标，电子器件的尺寸将必然进入纳米技术的尺度范围，即要小于 100nm。这表明，随着人类对芯片的要求越来越高，在不久的将来，微 电子器件必将过渡到纳米电子器件， 使其成为 21 世纪信息时代的核心。 现阶段要实现纳米电子器件及其集成电路，有两种可能的方式。 一种方式是将现有的集成电路进一步向微型化延伸，利用一些特殊的 技术来缩小器件的尺寸。另一种方式是研制与当代集成电路完全不同 的，利用纳米结构的量子效应而构成的全新量子结构体系。 微型化延伸方式是研究开发更小的最小线宽的加工技术来加工尺 寸更小的电子器件。这种方法只是尺度上的缩小，电子器件的构造并 不发生根本的改变。 现行的微电子器件 （如场效应晶体管 field-effect transistor,FET）功耗较大，它无法满足对器件“更冷”的要求。其 中著名的莫尔定律（Moore’s law）预言：“每隔 18 个月新芯片的晶 体管容量要比先前的增加一倍，同时性能也会提升一倍”，事实已经 证明，在过去的 30 多年里，莫尔定律准确地代表着芯片技术的发展趋 势。但是，随着集成电路的集成度越来越高，晶体管的尺寸和集成电 路的最小线宽越来越小，莫尔定律受到了极大的挑战。因为按照莫尔 定律的发展趋势， 10 年后的 2010 年微电子器件的尺寸和集成电路的最 小线宽都将小于 100nm， 而目前的光刻技术能够加工的最小线宽尺寸为 130nm，达到现代微电子学光刻加工技术的极限（物理限制），所以在 宏观技术发面很难发展。这就需要我们来借助更高明的技术来进一步 发展，需要依靠高科技来支撑我们的一些不足。我们可以利用微观科 技的技术来改变物件的尺寸，进而实现缩小器件，达到纳米的级别。

基于以上的思想， 在 1982 年， 国际商业机器公司 （International Business Machine, IBM）苏黎世研究所的 Gerd Binnig 和 Heinrich Rohrer 及其同事们成功地研制出世界上第一台新型的表面分析仪器， 即扫描隧道显微镜（scanning tunneling microscope STM）。它使人 类第一次能够直接观察到物质表面上的单个原子及其排列状态，并能 够研究其相关的物理和化学特性。因此，它对表面物理和化学、材料 科学、生命科学以及微电子技术等研究领域有着十分重大的意义和广 阔的应用前景。由于 STM 具有极高的空间分辨能力（平行方向的分辨 率为 0.04nm，垂直方向的分辨率达到 0.01nm），它的出现标志着纳米 技术研究的一个最重大的转折，甚至可以说标志着纳米电子技术研究 的正式起步。STM 的基本原理是量子隧道效应。它利用金属针尖在样品 的表面上进行扫描，并根据量子隧道效应来获得样品表面的图像。STM 有两种工作模式，恒电流模式和恒高度模式。恒电流模式是在 STM 图 像扫描时始终保持隧道电流恒定，它可以利用反馈回路控制针尖和样 品之间距离的不断变化来实现。恒高度模式则是始终控制针尖的高度 不变，并取出扫描过程中针尖和样品之间电流变化的信息（该信息也 反映样品表面的起伏），来绘制样品表面的原子图像。因为在此之前 人类无法直接观察表面上的原子和分子结构，使纳米技术的研究无法 深入地进行，而这一研究正好解决了该问题，使得纳米科技的能够更 快、更稳的发展。 全新量子结构体系研制与当代集成电路完全不同的，它是利用纳 米结构的量子效应而构成的全新量子结构体系，它包括新型的量子器 件，如单电子晶体管，单电子存储器，单原子开关等，以及可能用于

量子系统的零维的量（quantum dot） ，一维的量子线（quantum wire） 和二维量子阱（quantum well）等。其主要思想是基于纳米粒子的量 子效应来设计并制备纳米量子器件，它包括纳米有序（无序）阵列体 系、纳米微粒与微孔固体组装体系、纳米超结构组装体系。纳米电子 学的最终目标是将集成电路进一步减小，研制出由单原子或单分子构 成的在室温能使用的各种器件。 目前，利用纳米电子学已经研制成
功各种纳米器件。单电子晶体管，红、绿、蓝三基色可调谐的纳米发 光二极管以及利用纳米丝、巨磁阻效应制成的超微磁场探测器已经问 世。并且，具有奇特性能的碳纳米管的研制成功，为纳米电子学的发 展起到了关键作用。 纳米结构的尺寸小到一定范围时，将会出现量子限域效应、尺寸 效应及表面效应等许多新的效应，从而使它呈现出诸多新颖性质。碳 纳米管是由石墨碳原子层卷曲而成，径向尺层控制在 100nm 以下．电 子在碳纳米管的运动在径向上受到限制，表现出典型的量子限制效应， 而在轴向上则不受任何限制．以碳纳米管为模子来制备一维半导体量 子材料，并不是凭空设想，清华大学的范守善教授利用碳纳米管，将 气相反应限制在纳米管内进行，从而生长出半导体纳线．日本的 NEC 研究所已经拥有制作 100nm 以下的精细量子线结构技术，并在 GaAs 衬 底上，成功制作了具有开关功能的量子点阵列．另外，美国威斯康星 大学已制造出可容纳单个电子的量点．在一个针尖上可容纳这样的量 子点几十亿个．利用量子点可制成体积小、耗能少的单电子器件，在 微电子和光电子领域将获得广泛应用．

纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术。纳米技术目前已成 功用于许多领域，其中包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、 光学、国防、导弹和航天领域、燃料催化剂、计量技术以及雷达吸波 材料 等等领域。另外，纳米技术将成为超过网络技术和基因技术的
“决定性技术” 。 ，它的作用越来越大。纳米电子学立足于最新的物理 理论和最先进的工艺手段，按照全新的理念来构造电子系统，并开发 物质潜在的储存和处理信息的能力，实现信息采集和处理能力的革命 性突破，纳米电子信息学将成为对世纪信息时代的核心． 参考文献
⒈ Service R F 刊] 2001 Assembling nanocircuts from the bottom up [外文期
⒉ olbert D T;Smalley R E Fullerene nanotubes for molecular electronics [外文期刊] 1999(2) ⒊ Dekker C Carbon nanotubes as molecular quantum wires 刊] 1999 [外文期
⒋ Hussain F, Hojjati M, Okamoto M, Gorga RE. Review article: Polymer-matrix nanocomposites, processing, manufacturing, and application:An overview. J Comp Mater, 2006 ⒌ 王阳元，康晋峰 2002(07) ⒍ 张立德，牟季美 1999(01) ⒎ 赖武彦 ⒏ 张兴 物理学研究与微电子科学技术的发展 [期刊论文] -物理
纳米结构自组装和分子自组装体系
[期刊论文]
-物理
自旋电子学和计算机硬件产业
[期刊论文]
-物理 2002(07) 2012/4/7
《微电子技术进入纳米尺度时代的发展趋势和思考》

纳米材料的研究进展及其应用全解

纳米材料的研究进展及其应用 姓名：李若木 学号：115104000462 学院：电光院

1、纳米材料 1.1纳米材料的概念 纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型人介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异的特性，即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比将会有显著不同。 1.2纳米材料的发展 自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来，从研究内涵和特点大致可划分为三个阶段： 第一阶段（1990年以前）：主要是在实验室探索用各种方法制备各种材料的纳米颗粒粉体或合成块体，研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能；研究对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这种材料称为纳米晶或纳米相材料。 第二阶段（1990~1994年）：人们关注的热点是如何利用纳米材料已发掘的物理和化学特性，设计纳米复合材料，复合材料的合成和物性探索一度成为纳米材料研究的主导方向。 第三阶段（1994年至今）：纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构材料体系正在成为纳米材料研究的新热点。国际上把这类材料称为纳米组装材料体系或者纳米尺度的图案材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝、管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。

2、纳米材料：石墨烯 2.1石墨烯的概念 石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料，如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。 石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。 另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。 石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体（monocrystalline silicon）高，而电阻率只约10-6 Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。 作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

稀土纳米发光材料

《电子信息材料》报告 姓名崔立莹 学号41230179 班级材料1206

稀土纳米发光材料 崔立莹 （北京科技大学材料1206 41230179） 摘要：随着科技的迅猛发展，稀土纳米材料在近几年得到广泛应用。稀土纳米发光材料作为一种重要的稀土纳米材料，与体相发光材料有着明显的区别。本文着重介绍了稀土纳米发光材料的定义、制备、应用以及研究前景。 关键词：纳米；稀土；材料 1、稀土纳米发光材料的定义 纳米材料作为新兴材料种类，近些年来研究进展颇丰。纳米发光材料是指颗粒尺寸在1～100 nm的发光材料,它包括纯的和掺杂离子的纳米半导体复合发光材料和具有分立发光中心的掺杂稀土或过渡金属离子的纳米发光材料。 所谓稀土纳米材料，即稀土掺杂无机纳米材料的优良光学性能（如荧光寿命长、光谱线宽窄、可调谐荧光发射波长等）及其在荧光生物标记等方面的潜在应用，已经引起了国内外学者的普遍关注，有望成为替代分子探针的新一代荧光生物标记材料[1]。 稀土发光材料的种类繁多，可以按照不同的方式进行分类，若按发光材料中稀土的作用分类，可以分为两类：１．稀土离子作为激活剂在基质中作为发光中心而掺入的离子称为激活剂。以稀土离子作为激活剂的发光体是稀土发光材料中最为重要的一类。２．稀土化合物作为基质材料常见的可作为攮质材料的稀七化合物有Ｙ２０３、Ｌａ２０３和Ｇｄ２０３等。 2、稀土纳米发光材料的制备[2] 为了制备具有良好发光性能的发光粉,人们尝试了各种方法。而随着交叉学科的发展和新技术的出现,发光材料的合成面临着不可多得的机遇和挑战,各种制备发光粉的方法更是层出不穷,各以其独特优点为发光材料的发展发挥着巨大

科技英语论文实用写作学习心得 (5000字)

科技英语论文写作学习心得作为一名刚刚步入科研工作的学生，深切的感触到，科研的进步在于科研工作之间交流，讨论，阅读。而面对全球众多的科研工作者来说，本领域学者之间的交流，最多的形式不过于是以文字形式进行传播的科研文章，各个国家学者的文章是大家相互学习的最有效的途径。那么面对不同种族，不同语言，文字的科研工作者来说，要想让更多的相关领域的人们读到自己的文章，对自己的研究成果进行审阅。他们就需要用一种大家都可以看的懂的文字来将自己的文章展现在相关的科研平台上以供大家的查看和检索。英语作为世界各国人们交流的一种流通语言，同样可以用来作为科研领域学术文章流通的工具。那么如何写好一篇英文的科技论文，如何让那些非英语为母语和以英语为母语国家的科研人员可以读懂你的文章，不会对你所达的内容产生歧义，以达到科研学术结论供大家参考的目的，这其中的方式与技巧，必然与我们平常的英语写作形式，写作以及口语表达习惯有着很大的区别。每一个科研学者都需要自己去阅读和学习，英文科技论文当中大家定性的相关规定与方法，从而了解到其他的科研学者是通过什么样的写作模式将自己的科研成果通过英文的方式让更多的人看到，了解并去传播的。通过对研究生阶段的这门科技英语论文写作课程的学习，让我认识到虽然自己已经经历过从中学到大学的十多年的英文学习，对英文这门语言来说也算是有课一定的掌握，但面对科技论文的写作时发现其有着自己的一套详细而又独特的写作方法，面对这种新颖的写作特点，既觉得新奇有感觉到了有点难受，特别是当面对最后的大作业中文文献翻译成英文时候，深深的感受到其翻译中给我带来的艰难。在课堂上，老师生动，幽默而又不失严厉的教学模式，对学生高标准，严要求，本着对学生负责的态度通过与学生互动对每一个知识点进行讲解，之后又通过在课堂上及时的实战练习，将学过的知识点直接进行应用练习，让学生很快就可以掌握其翻译要领，这样有条有理的教学方法，必然是一个有着多年教学经验的老教师才可以展现出来的风采。教学内容上老师较多将在学术文章中可能遇到的情况进行了举例讲解，如面对实验方法，实验设备，实验数据的分析和结果等语法表达，以及对一篇文章所要具有的结构，主题，除此之外，文章开头的背景，研究课题的意义，目的，价值，研究方法的描写，其中在英语论文的书写中多使用到的语法，时态等都通过不同例句进行分析和学生一起学习。其中的每一个知识点对以后遇到的可能的写作都有着很实用的价值。教学中的每一个环节老师都主动和大家交流互动，引导大家的思维开放，用自己积累的方式与单词将一句话表达清楚，整个过成让人心情愉悦，轻松。其次，课堂上还着重讲解了在引用文章，引用他人的结论时可能出现的问题及技巧，如何通过时态的不同和使用将不同的内容引用的合理，其中的有些规定在科技文章的写作中如果要想表达的准确，明了还是很有必要的，而这个在自己私下的阅读和练习中是很难以注意到的。在用词造句上，口语与书面语的差别，和使用方法也同样通过例句的分析比较传授给学生，让我深刻的感受到书面语言的正式，严谨。在句型上通过对一段长句的划分析，每一个单词的词性和多意的理解，进行揣摩构造，表达出自己想要讲述的内容，并在课堂上老师多次带领学生一起对一整篇已经在科学杂志期刊上发表过的文章进行现场导读讲解，使学生可以完全跟进老师自己的阅读习惯和模式，以达到将自己的英文方面的技能的到传授的目的。在课堂的结束阶段，老师又对以往大家在英文科技论文写作中经常遇到的各种问题与错误进行了总结和指导，让我对今后使用英文对科研类文章的撰写有了更大的信心。总的来说，科技英文论文写作这门课程是一门非常实用的课程，是每一个科研人员都应该学习并拥有的一项必要技能，这门课程对新入学的研究生，即将进入研究岗位的大四学生等都是有着及其重要的教学意义，希望今后将会有更多的接触科研的学生在这个课堂上受益。

半导体纳米材料的光学性能及研究进展

?综合评述? 半导体纳米材料的光学性能及研究进展Ξ 关柏鸥　张桂兰　汤国庆 (南开大学现代光学研究所,天津300071) 韩关云 (天津大学电子工程系,300072) 摘要　本文综述了近年来半导体纳米材料光学性能方面的研究进展情况,着重介绍了半导体纳米材料的光吸收、光致发光和三阶非线性光学特性。 关键词　半导体纳米材料;光学性能 The Optica l Properties and Progress of Nanosize Sem iconductor M a ter i a ls Guan B ai ou　Zhang Gu ilan　T ang Guoqing　H an Guanyun (Institute of M odern Op tics,N ankaiU niversity,T ianjin300071) Abstract　T he study of nano size sem iconducto r particles has advanced a new step in the understanding of m atter.T h is paper summ arizes the p rogress of recent study on op tical p roperties of nano size sem icon2 ducto r m aterials,especially emphasizes on the op tical2abso rp ti on,pho to lum inescence,nonlinear op tical p roperties of nano size sem iconducto r m aterials. Key words　nano size sem iconducto r m aterials;op tical p roperties 1　引言 随着大规模集成的微电子和光电子技术的发展,功能元器件越来越微细,人们有必要考察物质的维度下降会带来什么新的现象,这些新的现象能提供哪些新的应用。八十年代起,低维材料已成为倍受人们重视的研究领域。 低维材料一般分为以下三种:(1)二维材料,包括薄膜、量子阱和超晶格等,在某一维度上的尺寸为纳米量级;(2)一维材料,或称量子线,线的粗细为纳米量级;(3)零维材料,或称量子点,是尺寸为纳米量级的超细微粒,又称纳米微粒。随着维数的减小,半导体材料的电子能态发生变化,其光、电、声、磁等方面性能与常规体材料相比有着显著不同。低维材料开辟了材料科学研究的新领域。本文仅就半导体纳米微粒和由纳米微粒构成的纳米固体的光学性能及其研究进展情况做概括介绍。2　半导体纳米微粒中电子的能量状态 当半导体材料从体块减小到一定临界尺寸以后,其载流子(电子、空穴)的运动将受限,导致动能的增加,原来连续的能带结构变成准分立的类分子能级,并且由于动能的增加使得能隙增大,光吸收带边向短波方向移动(即吸收蓝移),尺寸越小,移动越大。 关于半导体纳米微粒中电子能态的理论工作最早是由AL.L.Efro s和A.L.Efro s开展的[1]。他们采用有效质量近似方法(E M A),根据微粒尺寸R与体材料激子玻尔半径a B之比分为弱受限(Rμa B,a B=a e+ a h,a e,a h分别为电子和空穴的玻尔半径)、中等受限(a h

纳米材料及其应用前景

纳米材料及其应用前景 摘要:21世纪，纳米技术、纳米材料在科技领域将扮演重要角色。纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术之一。本文简要地概述了纳米材料的基本特性以及其在力学、磁学、电学、热学等方面的主要应用，并简单展望了纳米材料的应用前景。 关键词：纳米材料；功能；应用； 一、纳米材料的基本特性 所谓纳米材料是指材料基本构成单元的尺寸在纳米范围即1~100纳米或者由他们形成的材料。由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成，也正因为这样，纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如：其力学特性、电学特性、磁学特性、热学特性等，这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题，可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。 1、力学性质 高韧、高硬、高强是结构材料开发应用的经典主题。具有纳米结构的材料强度与粒径成反比。纳米材料的位错密度很低，位错滑移和增 殖符合Frank-Reed模型，其临界位错圈的直径比纳米晶粒粒径还要大，增殖后位错塞积的平均间距一般比晶粒大，所以纳米材料中位错滑移和 增殖不会发生，这就是纳米晶强化效应。金属陶瓷作为刀具材料已有50 多年历史，由于金属陶瓷的混合烧结和晶粒粗大的原因其力学强度一直 难以有大的提高。应用纳米技术制成超细或纳米晶粒材料时，其韧性、 强度、硬度大幅提高，使其在难以加工材料刀具等领域占据了主导地位。 使用纳米技术制成的陶瓷、纤维广泛地应用于航空、航天、航海、石油 钻探等恶劣环境下使用。 2、热学性质 纳米材料的比热和热膨胀系数都大于同类粗晶材料和非晶体材料的值，这是由于界面原子排列较为混乱、原子密度低、界面原子耦合作用 变弱的结果。因此在储热材料、纳米复合材料的机械耦合性能应用方面 有其广泛的应用前景。例如Cr-Cr2O3颗粒膜对太阳光有强烈的吸收作 用，从而有效地将太阳光能转换为热能。 3、电学性质 由于晶界面上原子体积分数增大，纳米材料的电阻高于同类粗晶材料，甚至发生尺寸诱导金属——绝缘体转变（SIMIT）。利用纳米粒子的 隧道量子效应和库仑堵塞效应制成的纳米电子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特点，有可能在不久的将来全面取代目前的常规半导体 器件。2001年用碳纳米管制成的纳米晶体管，表现出很好的晶体三极管 放大特性。并根据低温下碳纳米管的三极管放大特性，成功研制出了室 温下的单电子晶体管。随着单电子晶体管研究的深入进展，已经成功研 制出由碳纳米管组成的逻辑电路。

科研论文写作的感想与体会

关于科研论文写作的感想与体会研一上学期，我学习了硕士论文写作与学术规范这一课程。通过李老师的讲授，我加深了对硕士论文写作与学术规范的理解，对于如何进行高水平的学术研究有了更加全面的认识，下面将本学期的收获与心得记录如下： 首先，我了解到了什么是科研写作。狭义地说，科研写作是指原创性研究结果的描述报导；广义地说，还包括学术期刊上其他类型的论文交流（比如综述论文），也包括科学家从事职业科学活动所进行的其他交流用的写作，学位论文、项目申请（建议）书、会议口头报告、墙报、推荐信、科普文章等等都是科研协作的类型。 在科研论文写作时要遵循正确、清楚、简洁的原则（三C原则）在论文写作时正确性同样代表了一个学者的学术声誉，不抄袭、不造假、尊重事实、尊重证据，是一个合格科研人员的基本素养科研是创造科学知识的过程。简洁性对于知识的传播极为重要。更为重要的是，简洁的思维有利于取得好的科研成果。对比西方语言文化，我国文字和文学的简洁性更优。在这方面，笔者更加偏爱中文期刊论文对简洁性的要求，当然，需要注意的是，在具备简洁性的同时更要强调对所陈述的科研成果的论证的充分性。研论文不是小说、不是散文、不是迷语，必须做到清楚的表达。清晰的论文能让读者更容易理解和接受所发布的研究成果。不要让别人有机会猜测或寻找研究的任何元素，包括研究背景、目标、方法、结果、结论等。把各个元素都放在它们最应该存在的地方。运用规范的子标题和清晰的逻辑语言标识论文各个部件；段落之间保持良好清晰的连接层次性，主次分明；每一个段落表达一个观点或一个小主题，中心句居首或居尾；运用清晰简单的文字组成句子表达各种观点，在使用英文丛句的时候注意强调部分居于前，等等。这样写出来的论文最后看上去就会像一小截一小截短小精悍却又联系紧密的小树枝组成，而这些小树干又在更高层面逻辑严密地组成大的树干。 通过老师的对以上内容的学习，我了解到科研论文写作的规范，科技论文是报道自然科学研究和技术开发创新性工作成果的论说文章，是运用概念、判断、推理、证明或反驳等逻辑思维手段，分析表达自然科学理论和技术开发研究成果。 撰写科技论文：1）要在学习、积累和交流上动脑筋、下功夫。2）要在研究和探索中做文章。3）要在选题和撰稿时下功夫。4）学会写作无捷径。撰写要勤、撰写要恒、撰写要精、撰写要新。

稀土发光材料的研究现状与应用(综述)

稀土发光材料的研究现状与应用 材化092 班…指导老师：…. (陕西科技大学材料科学与工程学院陕西西安710021） 摘要稀土元素包括元素周期表中的镧系元素(Ln)和钪(Sc)、钇(Y)，共17个元素。由于稀土离子的4f电子在不同能级之间的跃迁产生的丰富的吸收和发射光谱，使其在发光材料中具有广泛的应用。稀土元素的特殊原子结构导致它们具有优异的发光特性，用于制造发光材料、电光源材料和激光材料，其合成的发光材料充分应用在照明、显示、医学、军事、安全保卫等领域中。稀土元素在我国的储量丰富，约占全世界的40%。本文综述了稀土发光材料的发光机理、发光特性、化学合成方法、主要应用领域以及稀土矿藏的开采方面存在的问题，并预测了今后深入研究的方向。 关键词稀土，发光材料, 应用 Current Research and Applications of rare earth luminescent materials Abstract Rare earth elements, including the lanthanides (Ln) and scandium (Sc) , yttrium (Y)of the periodic table, a total of 17 elements. a plenty of absorption and emission spectra in the light-emitting materials produced by the 4f electrons of rare earth ions transiting between different energy levels lead to a wide range of applications of rare earth luminescent materials. Special atomic structure of rare earth elements lead to their excellent luminescence properties, which is used in the manufacture of luminescent materials, the electric light materials and laser materials, 1 / 8

学术论文写作的心得体会

学术论文写作的心得体会 下面是XX的XX为你整理的，希望对你有用。 作为科技期刊发表的论文，其基本要素应包括：题名、作者署名、摘要、关键词、分类号、引言、正文、结论和参考文献。引言、正文、结论、致谢性别籍贯，职称，学位及主要从事什么研究.便于让读者更详细地了解论文责任人。 摘要 文摘是现代科技论文的必要附加部分，它的详略程度取决于文献内容。文摘写作中，其四要素——目的、方法、结果、结论可根据文摘类型有所侧重。通常中文文摘以不超过400字为宜，纯指示性文摘应控制在200字上下。外文文摘不超过250个实词。文摘中要用第三人称，不要使用“本人”、“作者”、“我们”等作为文摘陈述的主语。这是绝大多数作者要注意的地方。 正文与正文中图和表中英文对照 正文 正文是科技论文的核心部分，在引言引出问题后正文中加以分析问题和解决问题。这一部分是作者研究成果的学术性和创造性的集中表现。有的论文思路混乱、结构松散、层次不清，令人把握不准文章主题，这主要是作者没有掌握好正文的论述方式。

正文的论述方式有两种形式：一种是将科学研究的全过程作为一个整体，对有关各方面作综合性论述;另一种是将所研究的全过程按研究内容的实际情况划分为几个阶段，再对各阶段的成果依次进行论述。 图和表中英文对照 现代科技刊物中图和表用得较多，它们已成为科技文献中不可缺少的表述手段。由于它们的运用，使所表述的内容的逻辑性、准确性更强。论文作者在撰写时较好地运用了图、表来表述，但不少作者忽略了论文在对外交流时必要的图和表的中、英文对照，这就势必影响外国读者对论文的理解。他们虽然能从英文题名、英文摘要中得到论文的创新内容及定量式定性的信息梗概，但对事物运动过程和事物之间的关系参量变化过程及试验的数据等更多的重要信息仍无法了解，因此，图和表的中、英文并列给出将便于外国读者了解作者得出结论的重要依据，并由此获得感兴趣的信息。 另外要注意，科技表格采用三线表格，必要时可加辅助短线。 结论与参考文献 结论 论文的写作目的就是要展示其结论。结论是论文的基本构成成分，因此一篇论文不能不写结论，但又不能是正文标题的重复，还要避免以“结果与讨论”作结尾的论文出现其

稀土发光材料的研究进展

前言 当稀土元素被用作发光材料的基质成分，或是被用作激活剂、共激活剂、敏化剂或掺杂剂时，这类材料一般统称为稀土发光材料或稀土荧光材料。我国丰富的稀土资源，约占世界已探明储量的80%以上。稀土元素具有许多独特的物理化学性质,被广泛地用于各个领域,成为发展尖端技术不可缺少的特殊材料。稀土离子由于独特的电子层结构使得稀土离子掺杂的发光材料具有其它发光材料所不具有的许多优异性能,可以说稀土发光材料的研究开发相对于传统发光材料来说犹如一场革命。稀土无机发光材料方面,稀土发光材料与传统的发光材料相比具有明显的优势。就长余辉发光材料来说,稀土长余辉发光材料的发光亮度是传统发光材料的几十倍,余辉时间高达几千分钟。由于稀土发光材料所具有如此优异的性能使得发光材料的研究主要是围绕稀土发光材料而进行的。 由于稀土元素具有外层电子结构相同、内层4f 电子能级相近的电子层构型，含稀土的化合物表现出许多独特的理化性质，因而在光、电、磁领域得到广泛的应用，被誉为新材料的宝库。在稀土功能材料的发展中，尤其以稀土发光材料格外引人注目。稀土因其特殊的电子层结构，而具有一般元素所无法比拟的光谱性质，稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴，只要谈到发光，几乎离不开稀土。稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f5d 电子组态，因此有丰富的电子能级和长寿命激发态，能级跃迁通道多达20 余万个，可以产生多种多样的辐射吸收和发射，构成广泛的发光和激光材料。随着稀土分离、提纯技术的进步，以及相关技术的促进，稀土发光材料的研究和应用将得到显著的发展。进入二十一世纪后,随着一些高新技术的发展和兴起,稀土发光材料科学和技术又步入一个新的活跃期，它为今后占主导地位的平板显示、第四代新照明光源、现代医疗电子设备、更先进的光纤通信等高新技术的可持续发展和源头创新提供可靠的依据和保证。所以,充分综合利用我国稀土资源库,发展稀土发光材料是将我国稀土资源优势转化为经济和技术优势的具体的重要途径。 纳米稀土发光材料是指基质粒子尺寸在1～100 纳米的发光材料。纳米粒子本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等。受这些结构特性的影响，纳米稀土发光材料表现出许多奇特的物理和化学和和特性，从

发光功能化的纳米材料的应用探讨.docx

发光功能化的纳米材料的应用探讨纳米材料在实际应用中，其主要特点是比表面积大、化学反应活性强以及具有良好的尺寸效应，能够和生物体产生特殊的相互作用。在生物标记以及分析检测中则主要是作为生物探针应用，同时纳米技术、生物技术以及分析技术的良好结合，也进一步促进了功能性纳米材料的发展及应用。本文则从发光功能化角度，对纳米材料的发展及应用探讨。 1纳米材料在电化学和电化学发光生物传感中的应用 其中将CdTe量子点作为标志物的免疫传感器，能够同时测定人IgG抗原作为模型蛋白的荧光及电化学。首先借助于聚阳离子电解质PDDA能够在导电玻璃上将金胶纳米粒子在ITO芯片上被成功吸附，之后在金胶纳米离子上固定羊抗人IgG抗体，再实施封闭处理之后芯片则能够和检测出现抗原反应，并和量子点标记的鼠抗人IgG抗体反应。在以上反应结束后可以进行荧光及电化学方式检测。其中电致化学发光则是有效结合电化学和化学发光的检测方法，应用也比较广泛。量子点特点则为荧光特性独特以及生物相容性好，在其应用过程中将硫基乙酸作为稳定剂，则能够成功合成水溶性Cds纳米晶体。在对进行分析过程中，发现水溶液中会出现电致化学发光行为。采用自组装方式和纳米金放大技术相结合，在金电极上修饰Cds纳米晶，则能够构建新型ECL免疫传感器，主要是在低浓度脂蛋白检测中应用。这一材料在实际应用中具有良好的电化学发光以及生物相容性，能够进一步构建量子点电化学发光免疫传感器，主要应用在人免疫球蛋白灵敏

性检测工作中。 2纳米材料在聚合物电致发光中的应用 聚合物电致发光在应用中主要优势为：主动发光，并且效率高、宽视角、能耗低、厚度小、操作简单等等，在照明及平板显示领域中具有良好的应用发展前景，目前已经在全世界科学界及工业界得到普遍关注。聚合物电致发光二极管的首次研究则是在19XX年，英国机剑桥大学首次报道关于聚对苯乙烯的聚合物电致发光二极管，在采用溶液法将聚合物前驱体进行成膜之后，放置在2500C真空高温环境中进行处理，最终为均匀、致密的PPV薄膜，器件的阴阳极分别是Al 和ITO，在＜14V电压环境下则能够实现外量子效率0.05%黄绿光发光。PPV则属于是难溶性共轭聚合物，在其处理过程中一定要选用前驱体方式进行旋涂成膜，在操作过程中工艺复杂，同时薄膜质量也比较差。在19XX年美国加州大学则提出可通行的甲氧基异辛氧基对聚对苯乙烯进行取代，能够在ITO上旋涂MEH-PPV溶液成膜，从而实现发光层，即将金属Ca作为阴极则能够得到1%橘红色发光二极管，这一工艺在操作中简单，同时具有高发光率聚合物电致发光二极管。19XX年则进一步采用柔性塑料基底则可弯曲聚合物电致发光二极管，从而呈现出聚合物电致发光二极管最为迷人一面。在近些年来，世界对聚合物电致发光材料及期间的研究一直都比较重视，并取得显著进步，但是就目前而言不管是聚合物电致发光器件稳定性还是效率上均还有进步空间，因此还需要进一步加大研究。 3纳米材料在化学发光免疫分析中的应用

英文论文写作心得

前段时间实验室一下子发了四篇国际会议的论文，导师特意请其中一位师姐写了一篇关于英文论文写作的注意事项。贴在这里，以后有可能会用到的。 以下是师姐的原文： 阅读文献应该注意的： 1， 平时看相关论文时就养成积累的习惯，即时摘录有用的，特别注意下比较好的表达句式、过渡句、算法表达等； 2， 阅读一篇文献，需要了解文章的动机、方案、评估、贡献、展望，可以以此撰写250字左右的英文摘要，也可即时写下阅读时想到的问题； 3 ， 写作前再把相关论文都找出来，反复认真看几遍，看完几篇、几十篇论文，然后拋开这些论文自己写，写完以后，再回头阅读别人的论文，然后去修改，如此反复几次，将论文改到极致。 论文写作应该注意的： 1， 切忌采用中文翻译成英文的方式撰写； 2， 论文标题不宜过长，大多为8—12个单词左右，标题中所用的词尽量使用表达全文内容的关键词； 3， 论文结构要布置好，可以找一片相关领域的同类论文，参考其论文的段落结构，一般有abstract, introduction, related work ，methods, results, conclusion 几部分； 4， 读几篇准备投稿杂志上发表的类似课题的论文，体会一下这个杂志的偏好，然后再决定论文应该如何组织，做出一个简单的提纲(详细到每一段落写什么内容)； 5， Introduction 部分，最重要的是要保持鲜明的层次感和极强的逻辑性，说明问题说明贡献所在，一般可以从以下三方面着手： // General background, problem statement, motivation, aims/goals, technical contribution // General overview of the approach, the strategy to tackle the problem, the algorithmic scheme // The key technical points, assumptions, the organization/ structure of the paper etc. 提出自己的观点常用句式：We aim to//This paper reports on//This paper provides results//This paper extends the method//This paper focus on……The purpose of this paper is to……Furthermore, Moreover, In addition, we will also discuss…… 6， Related work 部分，要将该领域的工作全面概况，不能有遗漏。叙述别人工作时，结构通常为：某某（两人用and 连接，三人以上才用et.al ！）做了什么工作[文献]。多用过去时态。引用文献时注意防止造成抄袭的印象，即不要原文抄录，要用自己的话进行总结描述。如果审稿人正好是文献的引用者的话，原文照抄的结果一定会很糟糕。 7， Method 部分，首先描述清楚问题，然后说明解决途径，要说明清楚到别人能重复你的工作。对于其中的算法描述，要善于归纳，多用形式化表达，尽量简单明了；有些在国外可能早已成为常规的方法，在引用时就可仅写出方法名称，而不必一一描述其操作步骤。 8，Conclusion 部分，一般具体内容有 (1) 概括说明本课题的研究内容、结果及其意义与价值。 (2) 比较具体地说明本研究证明了什么假设或理论，得出了什么结论，研究结果有何实用价值，有何创造性成果或见[ZZ]英文论文写作心得 作者：笔记 来源：博客园 发布时间：2009-05-31 14:18 阅读：353 次 原文链接 [收藏]

科技英语论文实用写作学习心得

科技英语论文写作学习心得 作为一名刚刚步入科研工作的学生，深切的感触到，科研的进步在于科研工作之间交流，讨论，阅读。而面对全球众多的科研工作者来说，本领域学者之间的交流，最多的形式不过于是以文字形式进行传播的科研文章，各个国家学者的文章是大家相互学习的最有效的途径。那么面对不同种族，不同语言，文字的科研工作者来说，要想让更多的相关领域的人们读到自己的文章，对自己的研究成果进行审阅。他们就需要用一种大家都可以看的懂的文字来将自己的文章展现在相关的科研平台上以供大家的查看和检索。英语作为世界各国人们交流的一种流通语言，同样可以用来作为科研领域学术文章流通的工具。那么如何写好一篇英文的科技论文，如何让那些非英语为母语和以英语为母语国家的科研人员可以读懂你的文章，不会对你所达的内容产生歧义，以达到科研学术结论供大家参考的目的，这其中的方式与技巧，必然与我们平常的英语写作形式，写作以及口语表达习惯有着很大的区别。每一个科研学者都需要自己去阅读和学习，英文科技论文当中大家定性的相关规定与方法，从而了解到其他的科研学者是通过什么样的写作模式将自己的科研成果通过英文的方式让更多的人看到，了解并去传播的。 通过对研究生阶段的这门科技英语论文写作课程的学习，让我认识到虽然自己已经经历过从中学到大学的十多年的英文学习，对英文这门语言来说也算是有课一定的掌握，但面对科技论文的写作时发现其有着自己的一套详细而又独特的写作方法，面对这种新颖的写作特点，既觉得新奇有感觉到了有点难受，特别是当面对最后的大作业中文文献翻译成英文时候，深深的感受到其翻译中给我带来的艰难。在课堂上，老师生动，幽默而又不失严厉的教学模式，对学生高标准，严要求，本着对学生负责的态度通过与学生互动对每一个知识点进行讲解，之后又通过在课堂上及时的实战练习，将学过的知识点直接进行应用练习，让学生很快就可以掌握其翻译要领，这样有条有理的教学方法，必然是一个有着多年教学经验的老教师才可以展现出来的风采。教学内容上老师较多将在学术文章中可能遇到的情况进行了举例讲解，如面对实验方法，实验设备，实验数据的分析和结果等语法表达，以及对一篇文章所要具有的结构，主题，除此之外，文章开头的背景，研究课题的意义，目的，价值，研究方法的描写，其中在英语论文的书写中多使用到的语法，时态等都通过不同例句进行分析和学生一起学习。其中的每一个知识点对以后遇到的可能的写作都有着很实用的价值。 教学中的每一个环节老师都主动和大家交流互动，引导大家的思维开放，用自己积累的方式与单词将一句话表达清楚，整个过成让人心情愉悦，轻松。其次，课堂上还着重讲解了在引用文章，引用他人的结论时可能出现的问题及技巧，如何通过时态的不同和使用将不同的内容引用的合理，其中的有些规定在科技文章的写作中如果要想表达的准确，明了还是很有必要的，而这个在自己私下的阅读和练习中是很难以注意到的。在用词造句上，口语与书面语的差别，和使用方法也同样通过例句的分析比较传授给学生，让我深刻的感受到书面语言的正式，严谨。在句型上通过对一段长句的划分析，每一个单词的词性和多意的理解，进行揣摩构造，表达出自己想要讲述的内容，并在课堂上老师多次带领学生一起对一整篇已经在科学杂志期刊上发表过的文章进行现场导读讲解，使学生可以完全跟进老师自己的阅读习惯和模式，以达到将自己的英文方面的技能的到传授的目的。在课堂的结束阶段，老师又对以往大家在英文科技论文写作中经常遇到的各种问

科研论文写作的感想与体会

科研论文写作的感想与 体会 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

关于科研论文写作的感想与体会研一上学期，我学习了硕士论文写作与学术规范这一课程。通过李老师的讲授，我加深了对硕士论文写作与学术规范的理解，对于如何进行高水平的学术研究有了更加全面的认识，下面将本学期的收获与心得记录如下： 首先，我了解到了什么是科研写作。狭义地说，科研写作是指原创性研究结果的描述报导；广义地说，还包括学术期刊上其他类型的论文交流（比如综述论文），也包括科学家从事职业科学活动所进行的其他交流用的写作，学位论文、项目申请（建议）书、会议口头报告、墙报、推荐信、科普文章等等都是科研协作的类型。 在科研论文写作时要遵循正确、清楚、简洁的原则（三C原则）在论文写作时正确性同样代表了一个学者的学术声誉，不抄袭、不造假、尊重事实、尊重证据，是一个合格科研人员的基本素养科研是创造科学知识的过程。简洁性对于知识的传播极为重要。更为重要的是，简洁的思维有利于取得好的科研成果。对比西方语言文化，我国文字和文学的简洁性更优。在这方面，笔者更加偏爱中文期刊论文对简洁性的要求，当然，需要注意的是，在具备简洁性的同时更要强调对所陈述的科研成果的论证的充分性。研论文不是小说、不是散文、不是迷语，必须做到清楚的表达。清晰的论文能让读者更容易理解和接受所发布的研究成果。不要让别人有机会猜测或寻找研究的任何元素，包括研究背景、目标、方法、结果、结论等。把各个元素都放在它们最应该存在的地方。运用规范的子标题和清晰的逻辑语言标识论文各个部件；段落之间保持良好清晰的连接层次性，主次分明；每一个段落表达一个观点或一个小主题，中心句居首或居尾；运用清晰简单

科研论文写作心得体会

科研论文写作心得体会 科技写作是人类社会实践的反映，生产实践是科技论文写作产生并赖以发展的源泉，了解人类物质生产发展史就是科技大发展史，也是科技论文写作的发展史。 科研论文写作心得体会科技论文写作的前期准备工作一般包括以下步骤：调研,选题,查资料,制定研究方案,论证,开始实施。 首先对拟开展研究的领域进行全面的调查：了解目前国内外的研究现状;已经解决了哪些问题，还有哪些问题没有解决;我们可以解决哪些问题，有无价值，等等。 然后在调研的基础上正确选题，选题时我们要考虑如下原则：要注重创新性，社会效益，前沿性，可操作性，要尽可能选择自己熟悉或者感兴趣的题目，要避免与他人重复，同时要考虑自己的人力、财力和物力。 确定选题后，要进一步查阅资料，分析实验或者理论方法，学习相关知识，借鉴别人的思想和方法，形成自己的思想方法并列出具有可操作性的详细研究计划。查找资料时已知作者、杂志名称、卷(年份)、页码，可以从杂志中查找想查阅的文章。也可从杂志作者索引或者主题中查找，通常学术杂志在每一期都按主题和作者列出目录;在年终一期按主题或者作者列出总的目录，可以从中查找相关文献。

科技论文是我们的科学技术研究成果的书面表达形式。其结构包括:1论文标题，2作者及其单位，3内容摘要，4关键词或分类代码，5正文(a引言,b实验描述或者理论描述,c结果与讨论,d结论),6 参考文献. 标题应该尽可能具体一些，题目的大小要根据论文的内容而定，覆盖主要内 容或者信息，也应该吸引读者，不能太长，最好不多于25个字(或20个英文单词)。并且应该避免附标题。通常是“短语”，不是“完整的句子”，在极少数情况下使用疑问句或完整句子作为论文标题。 摘要包括四要素：研究工作的方法，问题，结果，结论。论文摘要的语言要精炼、准确，尽可能不出现第一和第二人称，英文摘要通常使用被动语态。 引言包括研究的理由、目的、背景。包括问题的提出,研究对象及其基本特征,前人对这些问题做了哪些工作, 存在哪些不足,希望解决哪些问题,该问题的解决有什么作用和意义,研究工作的背景是什么。对论文中的理论依据,实验基础和研究方法,如果是沿用已知的知识,只需提及一笔,或注出有关的文献;如果要引出新的概念和术语,应加以定义或阐明。预期的结果及其地位、作用、意义要写的自然、概括、简洁、确切。 对于理论性科技论文正文的写作要求用理论分析或计

发光材料的发光机理以及各种发光材料的研究进展(精)

发光材料的发光机理以及各种发光材料的研究进展 罗志勇20042401143 摘要：发光材料种类繁多，自然界中很多物质都具有不同程度的发光现象。本文通过按照不同的发光机理，将现在常见的发光物质进行分类，并介绍他们的发展与研究进展。 关键词：发光材料发光机理进展 1.前言 物质的发光可由多种外界作用引起，如电磁辐射作用、电场或电流的作用、化学反应、生物过程等等。根据不同的发光原因，可以将发光材料分为光致发光材料、电致发光材料、化学发光材料等等。发光材料涉及了无机和有机功能材料和固、液、气三种聚集状态，所以又可以将发光材料分为无机固体发光材料和有机发光材料等等。现在人们研究得比较深入的有有机电致发光材料、有机光致发光材料、有机偏振发光材料、稀土高分子发光材料、无机电致发光材料、纳米稀土发光材料等等。不同的发光材料可以应用于各种光源、显示器等现代显示技术之中。 2.发光材料的发光机理 2.1光致发光材料发光机理 光致发光材料是指在一定波长的光照射，材料分子中基态电子(主要是π电子和f、d电子)被激发到高能态，电子从高能态回到激发态时，多余的能量以光的形式散发出来，达到发光的目的。这种发光材料称为荧光材料，大部分的稀土发光材料均以这种方式发光，原因是稀土元素基本都具有f电子，并且f电子的跃迁方式多样，因此稀土元素是一个丰富的发光材料宝库。 2.2电致发光材料发光机理 电致发光是在直流或交流电场的作用下，依靠电流和电场的激发使材料发光的现象，也称场致发光。电致发光的机理有本征式和注入式两种。本征式场致发光是用交变电场激励物质，使产生正空穴和电子。当电场反向时，那些因碰撞离化而被激发的电子，又与空穴复合而发光。注入式场致发光是指n-型半导体和p-型半导体接触时，在界面上形成p-n结。由于电子和空穴的扩散作用，在p-n结接触面的两侧形成空间电荷区，形成一个势垒，阻碍电子和空穴的扩散。n区电子要到达p区，必须越过势垒；反之亦然。当对p-n结施加电压时会使势垒降低。这样能量较大的电子和空穴分别进入p区和n区，分别同p区的空穴和n区的电子复合。同时以光的形式辐射出多余的能量。 2.3化学发光材料发光机理

y发光材料的应用

第二章稀土发光材料的制备及应用 近几十年来，稀土发光材料在国内外得到惊人的发展，形成了相当大的生产规模和客观的市场，其产值和经济效益都很高[1-3]。到 90 年代，依然以一定的速度增长。国内外在稀土新材料方面几乎每隔 3~5 年就有一次突破，而稀土发光材料则是这宝库中五光十色的瑰宝。据美国商业信息公司最近统计，在美国稀土各应用高技术领域中，光存储器的年增长率达 50%，灯用稀土荧光粉 20%，名列第二位，电视荧光粉为 3.4%，仅电视用荧光粉1998 年在美国的消费量居稀土消费量第五位，为 104.3 吨，价值 2700 万美元，到 1995 年达 131.5 吨。我国彩电荧光粉及紧凑型荧光灯用稀土荧光粉在 80年代增长速率更快，工业生产规模相当可观，且有部分出口。这表明，稀土发光材料的发展及在稀土各应用领域中占有举足轻重地位。随着新型平板显示器、固态照明光源的发展，对新型高效发光粉体的需求日益增多。由于纳米材料具有其他大颗粒材料所不具有的结构及各种性质如电性质、光性质等，研究纳米稀土发光材料已成为目前引人注目的课题。以钒酸盐、磷酸盐为基质的纳米稀土发光材料都是很具有研究意义及应用价值的稀土荧光粉，比如纳米级 YVO4:Eu，作为一种很好的红光粉体，已经广泛应用于荧光灯以及彩色显像管（CRT）中[4-6]。另外，近来的研究表明纳米级 Y(V,P)O4:Eu，YPO4:Tb在真空紫外区（VUV）有较好的吸收，是很有前途的等离子体平板显示器（PDPs）用的发光材料[7-11]。在纳米尺度的YBO3:Eu3+中，由于表面Eu3+对称性低，使得5D0－7F2 的跃迁几率增加，这改善了YBO3:Eu3+体材料中色纯度低的问题[12 ]。总之，随着科技的发展和人们生活的需要，稀土发光材料的研究面临着新的挑战：这主要包括激发波长的变化，如PDP用荧光粉需真空紫外激发，固态照明用荧光粉需近紫外激发；材料尺寸形态的变化等。这就要求人们改善材料的发光性质或开发新的发光体系。§2-1影响发光的主要因素 目前，稀土掺杂发光体系主要包括：稀土氧化物、硼酸盐、钒酸盐、磷酸盐、铝酸盐等体系，不同的体系有着不同的应用背景。比如说，Eu3+、Tb3＋掺杂的硼酸盐、磷酸盐体系可用作PDP荧光材料[13,14]；Eu2+、Dy3+共掺的铝酸盐体系可用作长余辉材料[15]。 影响稀土掺杂发光材料发光性质的因素有很多，主要包括基质晶格、发光中 心在基质晶格中所处的格位及周围环境、材料的尺寸和形状等[16,17]。因此，基质材料、激活剂的选择，合成方法、合成条件的选择，材料的后处理工艺等是获得新型高效发光材料的关键[18-20]。§2-1-1基质晶格对发光性质的影响 一般说来，对于给定的某发光中心，在不同基质中它的发光行为是不同的，因为发光中心的直接环境发生了改变。如果理解了基质晶格是如何决定发光中心的发光性质的，那么就可以非常容易地预测所有发光材料。 共价键效应：共价键越强，电子间的相互作用越弱，因为这些电子被分散到更宽阔的轨道上。因此，电子跃迁的能级差由共价键的性质决定。共价键越强，多重项之间的能量间距越小，电子跃迁所需能量越低。这就是电子云膨胀（nephelauxetic希腊语，云膨胀的意思）效应。化学键的共价性越强，则成键原子（离子）双方的电负性差异就越小，这使得两原子之间的电荷迁移态跃迁向低能量区域移动[21,22]。举个例子，氟化物YF3中Eu3+的吸收带要比Y2O3中的处在能量更高的位置，这是因为Y2O3的共价性要比YF3的强。 晶体场效应：基质晶格影响离子的发光性质的另一个因素是晶体场，晶体场就是给定离子的