第七章稀土发光材料 (2)
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稀土发光材料
稀土发光材料是一类具有特殊发光性能的材料,由稀土元素与其他材料组成。
稀土元素是指化学元素周期表中镧系元素和锕系元素,它们在化学性质上具有相似的特点,但在发光性能上却各有特色。
稀土发光材料因其独特的光学性能,在荧光显示、激光器、LED照明、生物标记等领域得到了广泛的应用。
首先,稀土发光材料具有丰富的发光颜色。
由于不同的稀土元素在材料中的能级结构不同,因此可以发射出不同波长的光,从紫外光到红外光均可涵盖。
这使得稀土发光材料在显示和照明领域有着广泛的应用前景,可以满足不同场景下的发光需求。
其次,稀土发光材料具有较高的发光效率。
相比于传统的发光材料,稀土发光材料能够通过稀土元素的能级结构设计,使得光子的产生和发射更加高效。
这不仅提高了光源的亮度,还能够降低能源的消耗,有利于节能减排。
此外,稀土发光材料还具有较长的寿命和稳定的发光性能。
稀土元素的稳定性和化学惰性使得稀土发光材料在长时间使用过程中能够保持较好的发光性能,不易受到外界环境的影响。
这使得稀土发光材料在工业和生物医学领域有着广泛的应用前景,能够满足长期稳定发光的需求。
总的来说,稀土发光材料以其丰富的发光颜色、高效的发光效率和稳定的发光性能,成为了现代光电材料领域的热门研究方向。
在未来,随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,稀土发光材料必将发挥越来越重要的作用,为人类的生活和产业带来更多的便利和可能。
稀土发光材料光源在人类社会的运作和发展中发挥着尤为关键的作用,所谓发光材料指的是,自外界环境吸纳相应能量(较具代表性的如光、热以及电等),然后将之转化成具有非平衡光辐射特点的这一类功能材料。
稀土天生便拥有与众不同的电子结构,被赋予了多个电子能级,表现出相当长的激发态寿命,具备优良的光谱性质,且是大部分元素无法相比并论的。
稀土发光材料,即掺有稀土元素并将之用作激活剂或发挥其基质作用的、有着广泛应用的当代发光材料。
该种材料优点众多,例如,吸收能力强悍、转换效率理想、能高效发射多个波段的光谱(尤其是可见光区),现如今已在包括显示、照明以及传感在内的诸多领域获得了普遍且重要的应用。
基于基质材料差异,可将稀土发光材料归纳成不同体系,除了卤化物、硫化物以及氟化物体系之外,还包括氧化物体系等。
在卤化物体系中,基质材料的主要成分是稀土,同时还加入了一定的贵金属氯化物,由于声子能量明显低于一般的氟化物,所以能较大幅度地削减多声子弛豫引发的能量耗损,保证了发光效率。
但由于此类材料具有易潮解的特性,因此加大了保存及实际使用时的难度。
硫化物、氟化物这两种材料的声子能量均保持在低位水平,然而制备起来相当不易,大部分的氟化物属于剧毒类物质,制备时耗资颇大,化学稳定性也不理想,上述不足使得两种材料的制备及其实际使用大受限制。
正因上述原因的存在,业界研究人员一直致力于探寻其它易制备且方便使用的基质材料。
就声子能量观之,氧化物是超过氟化物的,然而前者在稳定性和机械强度方面占据上风,另外,还具备无毒、投资少及易得等优势。
因而在基质材料制备领域,氧化物大行其道,例如,氧化钇(Y2O3)、钒酸钇(YVO4)便是这一类材料的代表。
自成分、结构这两大角度观之,氧化钇比钒酸钇略微简单一些,现阶段前者在包括光学材料在内的诸多领域展现出了相当不俗的应用前景。
氧化钇之所以成为了出色的发光基质,主要得益于该种材料的四大特性,即颇理想的化学及热稳定性、量子效率保持在高位水平、稀土离子易掺杂。
发光材料化学知识点总结1. 发光材料的基本原理发光材料的发光机理主要有激活态退火、电子跃迁、荧光共振能量转移等。
其中,激活态退火是最基本的发光机理,它是指激活态的能量转化为可见光的过程。
在这一过程中,激活态的能量由高能级向低能级转移,差值能量转化为光能,从而产生发光。
2. 发光材料的分类根据发光机理和使用范围,发光材料可以分为无机发光材料和有机发光材料两大类。
其中,无机发光材料主要包括稀土发光材料、半导体发光材料和夜光材料等;有机发光材料主要包括荧光染料、有机发光分子和有机发光聚合物等。
3. 无机发光材料的特点(1)稀土发光材料稀土发光材料是指以稀土元素为主要掺杂离子的发光材料。
它具有发光强度高、发光色彩丰富、发光时间长等特点,广泛应用于LED、显示器、荧光体系等领域。
(2)半导体发光材料半导体发光材料是指以半导体材料为基础的发光材料。
它具有尺寸小、发光效率高、发光波长可调等特点,是目前LED制备的主要材料。
(3)夜光材料夜光材料是指在光照条件下能够吸收光能,并在光照消失后以可见光形式慢慢释放出来的发光材料,它广泛应用于夜光表盘、夜光玩具等方面。
4. 有机发光材料的特点(1)荧光染料荧光染料是指具有荧光性质的有机分子化合物,它具有发光效率高、发光波长可调、化学稳定性好等特点,在生物成像、光学传感、显示器等领域有着广泛的应用。
(2)有机发光分子有机发光分子是指具有特定结构的有机分子,在受到外界激发后能够产生发光。
它通常具有较大的摩尔吸光系数和摩尔发光系数,因此在荧光探针、荧光标记、生物成像等方面有重要应用。
(3)有机发光聚合物有机发光聚合物是指由含有发光基团的聚合物合成而成的材料,它具有柔韧性好、加工性强、发光波长可调等特点,在柔性显示器、照明器件等方面有广泛应用。
5. 发光材料的制备方法发光材料的制备方法主要包括溶液法、溶胶-凝胶法、蒸发法、固相法、激光化学气相沉积法等。
在这些方法中,溶液法是最常用的制备方法,它具有简单、成本低、可扩展性强等优点。
稀土发光材料Y_(2)O_(3)∶Tb的制备及表征韩继续;王盈雪;李夏薇;刘书泽;徐赫【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2024(41)4【摘要】以硝酸钇、硝酸铽、氨水为原料,采用水热合成法制备Y_(2)O_(3)∶Tb。
实验探究了所需反应物之间的最佳条件,并用红外光谱法和荧光分光光度法对样品进行了表征。
结果表明,当反应物硝酸钇与硝酸铽体积比为5∶1,pH值为9.2,煅烧温度为1100℃时,得到样品Y_(2)O_(3)∶Tb良好。
Y_(2)O_(3)∶Tb的红外特征峰在1200 cm~(-1)和560 cm~(-1)处,荧光的激发波长为518 nm,具有很强的荧光性能,是比较理想的稀土发光材料。
【总页数】4页(P1-4)【作者】韩继续;王盈雪;李夏薇;刘书泽;徐赫【作者单位】赤峰学院化学与生命科学学院;内蒙古科技大学矿业与煤碳学院;中国矿业大学化工学院【正文语种】中文【中图分类】TB38;TQ115【相关文献】1.Y_(3)Al_(5)O_(12)-Mg_(0.388)Al_(2.408)O_(4):Eu^(3+)荧光粉的制备及发光性能研究_(2)Y_(2)Al_(2)O_(9)荧光基质材料的制备及表征_(1.75)Y_(0.25)Mo_(1.8)Al_(0.2)O_(8.7)-Ce_(0.8)Y_(0.08)Sm_(0.12)O_(1.9)复合电解质材料的制备及性能研究4.SrAl_(2)O_(4):Eu^(2+),Dy^(3+)/Sr_(2)MgSi_(2)O_(7):Eu^(2+),Dy^(3+)/光转换剂红光发光材料的制备与表征5.新型(Ce_(0.2)Pr_(0.2)Nd_(0.2)Sm_(0.2)Y_(0.2))_(2)O_(3)高熵稀土氧化物的制备及表征因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。