探讨稀土在纳米发光材料中的应用
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稀土功能纳米材料的制备和应用第一章:稀土功能纳米材料的概述稀土功能纳米材料(Rare Earth Functional Nanomaterials)是指以稀土元素为主体的纳米尺寸材料,具有特殊的物理、化学和光学性质,被广泛应用于电子、能源、催化等领域。
本章将对稀土功能纳米材料的基本概念、特性以及制备和表征方法进行介绍。
第二章:稀土功能纳米材料的制备方法2.1 溶剂热法2.2 水相合成法2.3 气相沉积法2.4 物理法2.5 化学法第三章:稀土功能纳米材料的表征方法3.1 透射电子显微镜(TEM)3.2 扫描电子显微镜(SEM)3.3 X射线衍射(XRD)3.4 红外光谱(IR)3.5 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)3.6 磁性测量第四章:稀土功能纳米材料在电子领域的应用4.1 稀土发光材料在显示器件中的应用4.2 稀土储能材料在电池中的应用4.3 稀土磁性材料在磁存储中的应用第五章:稀土功能纳米材料在能源领域的应用5.1 稀土光敏材料在太阳能电池中的应用5.2 稀土催化剂在燃料电池中的应用5.3 稀土储氢材料在氢能源中的应用第六章:稀土功能纳米材料在催化领域的应用6.1 稀土催化剂在有机合成中的应用6.2 稀土催化剂在汽车尾气处理中的应用6.3 稀土催化剂在化学传感器中的应用第七章:稀土功能纳米材料的发展趋势当前,稀土功能纳米材料在各个领域的应用不断拓展,但仍面临着制备工艺复杂、成本高昂等问题。
因此,未来的研究重点将放在制备技术的进一步改进以及在功能性能上的提升方面。
同时,还需要加强对稀土功能纳米材料的毒性和环境影响等方面的研究,以确保其在实际应用中的安全性和可持续性。
第八章:结论随着科技的不断发展,稀土功能纳米材料在各行各业中的应用前景广阔。
本文从稀土功能纳米材料的概述、制备方法、表征方法以及在电子、能源和催化领域中的应用进行了综述。
希望本文能够为相关研究人员提供一定的参考和启示,推动稀土功能纳米材料的研究和应用。
稀土材料发光稀土材料是一类特殊的材料,由于其特殊的电子结构和能级分布,使得它们在激发能量的作用下能够发出特殊的光谱。
这种发光现象被广泛应用于荧光材料、荧光显示器、LED照明、激光器等领域。
本文将介绍稀土材料发光的原理、应用和未来发展趋势。
稀土材料发光的原理主要是由于稀土元素的内层电子结构和外层价电子结构的特殊性质。
稀土元素的内层电子结构具有复杂的能级分布,而外层价电子结构又具有较宽的能带。
当外界能量作用于稀土材料时,稀土元素的内层电子能级发生跃迁,产生特定的光谱。
不同的稀土元素由于其内层电子结构的不同而发出不同波长的光谱,因此可以实现多彩的发光效果。
稀土材料发光在各个领域都有广泛的应用。
在荧光材料中,稀土材料可以被用于制备各种类型的荧光粉,用于荧光标记、生物成像、荧光探针等方面。
在荧光显示器和LED照明中,稀土材料可以被用于制备发光二极管,实现高效节能的照明效果。
在激光器中,稀土材料可以被用于制备激光介质,实现高功率、高效率的激光输出。
未来,随着科学技术的不断发展,稀土材料发光技术也将得到更广泛的应用和深入的研究。
一方面,人们将继续探索新的稀土材料,寻找更适合特定应用场景的发光材料。
另一方面,人们将不断改进稀土材料的制备工艺和性能,提高其发光效率和稳定性。
同时,人们还将探索新的应用领域,将稀土材料发光技术应用于更多的领域,如生物医学、信息显示、激光通信等。
总的来说,稀土材料发光技术具有广阔的应用前景和发展空间。
通过不断的研究和创新,稀土材料发光技术将为人类社会带来更多的科技成果和生活便利。
希望本文能够为读者对稀土材料发光技术有更深入的了解,也希望稀土材料发光技术能够为人类社会的发展做出更大的贡献。
稀土元素在新型光电材料中的应用稀土元素,这几个字听起来是不是有点神秘又高大上?其实啊,它们在咱们生活中的作用可大着呢,特别是在新型光电材料这块儿。
我记得有一次,我去参加一个科技展览。
在那里,我看到了一块神奇的显示屏,色彩鲜艳得让人惊叹。
工作人员告诉我,这就是因为使用了含有稀土元素的新型光电材料。
从那一刻起,我对稀土元素在新型光电材料中的应用产生了浓厚的兴趣。
稀土元素就像是材料世界里的魔法小精灵。
比如说,铕(Eu)、铽(Tb)等稀土元素,它们能让发光材料的性能大幅提升。
就拿常见的LED 灯来说吧,加入了稀土元素之后,不仅发光效率更高,而且颜色也更加纯正。
以前咱们家里用的那种白晃晃的灯泡,看久了眼睛会不舒服。
但现在的 LED 灯,光线柔和又明亮,这可多亏了稀土元素在其中发挥的作用。
在太阳能电池领域,稀土元素也是大显身手。
镧(La)、铈(Ce)等稀土元素能够提高电池的光电转换效率。
简单来说,就是能让太阳能电池吸收更多的阳光,转化出更多的电能。
想象一下,未来咱们家里的屋顶上都铺满了高效的太阳能电池板,用着免费又环保的电,多棒啊!在显示技术方面,稀土元素更是功不可没。
像等离子显示屏(PDP)和液晶显示屏(LCD),有了稀土元素的加持,画面清晰度和色彩饱和度都有了质的飞跃。
还记得我小时候看的那种大屁股电视吗?画面模糊,颜色也不太正。
现在的高清电视,那画面简直跟真的一样,这其中就有稀土元素的一份功劳。
还有啊,在激光材料中,稀土元素也是不可或缺的。
钕(Nd)、镱(Yb)等稀土元素制成的激光器,能量高、稳定性好。
在医疗领域,激光可以用来做手术;在工业上,能进行精准的切割和焊接。
稀土元素在新型光电材料中的应用,不仅改变了我们的生活,还推动了科技的进步。
就像我们日常使用的手机,屏幕越来越清晰、色彩越来越逼真,这背后都有稀土元素的默默付出。
总之,稀土元素在新型光电材料中的应用,就像是给科技发展插上了翅膀,让我们的生活变得更加丰富多彩。
稀土材料在半导体技术中的应用与发展趋势引言半导体技术是现代信息技术的基础,广泛应用于电子产品、通信设备、能源和照明等领域。
稀土材料作为一类特殊的化学元素,具有优异的光电性能和磁性能,因此在半导体技术中有着重要的应用。
本文将讨论稀土材料在半导体技术中的应用,并探讨其发展趋势。
稀土材料的基本特性稀土材料是指由15个稀土元素组成的化合物,它们具有特殊的的电子结构和磁相互作用。
稀土材料具有以下基本特性:1.光电性能:稀土材料具有丰富的能级结构,可以发射和吸收特定波长的光,因此可以用于光电器件的制造。
2.磁性能:部分稀土材料具有强磁性,可以用于磁性存储和传感器等领域。
3.导电性能:稀土材料的离域电子结构决定了其良好的导电性能,可以应用于导电薄膜和传导材料等领域。
稀土材料在半导体技术中的应用稀土材料在半导体技术中有着广泛的应用,本节将着重介绍其在光电器件和磁性存储方面的应用。
光电器件中的应用稀土材料在光电器件中的应用主要体现在发光二极管(LED)、激光器和光电探测器等方面。
LED稀土材料可以作为发射层的材料,通过改变稀土的种类和掺杂浓度可以发射不同波长的光。
稀土材料能够发射可见光和红外光,因此可以用于制造白光LED和红外LED,广泛应用于照明和通信等领域。
激光器稀土材料在激光器中作为激活剂被广泛应用。
稀土材料能够产生高纯度、高效率的激光光源,不仅可用于科学研究,还应用于医学、材料加工和通信等领域。
光电探测器稀土材料在光电探测器中作为敏感材料具有重要应用。
稀土材料对特定波长的光具有高度敏感性,能够将光信号转化为电信号,因此可以用于制造高性能的光电探测器。
磁性存储中的应用稀土材料在磁性存储器件中具有重要的应用。
稀土材料具有强磁性,可以用于制造高密度的磁性存储器设备,如硬盘驱动器和磁卡等。
稀土材料在半导体技术中的发展趋势稀土材料在半导体技术中的应用正不断发展和创新,其发展趋势主要体现在以下几个方面:1.多功能化:稀土材料在半导体技术中的应用不仅局限于光电和磁性领域,还扩展到了能源、催化剂和生物医学等领域。
稀土掺杂的纳米发光材料的制备和发光
稀土掺杂的纳米发光材料是一种现代科技产品,它具有良好的发光性能,广泛应用于生物医学、光电器件、环保和安全等领域。
稀土掺杂的纳米发光材料的制备主要依赖于稀土掺杂剂的合成。
目前,主要有三种合成方法:即湿法合成、固体相反应法和气相反应法。
湿法合成也称水热法,是利用溶液中的溶解度和表面张力,将原料以金属氰酸盐形式溶解于湿态溶液中,利用溶液内部的形成、析出、增溶等物理化学原理使稀土掺杂剂形成,并使稀土掺杂剂在低温下成膜形成,最终获得不同粒度的稀土掺杂剂。
固体相反应法,即利用原料在固体中形成、析出、增溶等物理化学变化,使稀土掺杂剂形成,并在低温下使稀土掺杂剂成膜。
通常,高温烧结是实现固体反应的方法,可以获得较大粒度的稀土掺杂剂。
气相反应法,也称气体反应法,所采用的原料是固体、液体或气体,以及熔解在溶剂中。
在反应温度和压力适当的情况下,稀土掺杂剂在气相中形成,可以获得高粒度的稀土掺杂剂。
稀土掺杂的纳米发光材料的发光特性可以归结于量子级的跃迁发射原理,按照稀土3d 5d 4f能隙发光机制,稀土掺杂的纳米发光材料可以发射出蓝色、绿色、黄色和紫色等多种颜色的光,可以根据不同应用需求,采用多种不同的掺杂方法生产出不同的产品,如采用稀土元素可以扩散紫外线发光,以及采用非稀土元素可以发射出白光等。
稀土掺杂的纳米发光材料可以实现更高效的发光,并且发光同时具有良好的耐久性和稳定性,有助于其在微电子技术领域的广泛应用。
稀土材料在荧光材料中的应用研究摘要稀土材料在荧光材料中的应用研究近年来受到了广泛关注。
稀土元素具有特殊的电子结构和发光性质,使其在光电子学、荧光显示、荧光标记、激光等领域具有广泛的应用潜力。
本文主要讨论了稀土材料在荧光材料中的应用研究的进展和趋势,并分析了其在不同领域中的应用现状和存在的问题。
1. 研究背景随着科学技术的发展和应用的不断拓展,荧光材料在光电子学和生物医学等领域中的应用日益广泛。
而稀土元素由于其特殊的电子结构和禁带宽度的宽窄可调性,使其成为了研究荧光材料的重要组成部分。
2. 稀土材料的特性稀土材料是指具有稀土元素的化合物材料,其中稀土元素包括镧系元素和钪系元素。
稀土元素的特性表现为荧光效应,它们能够吸收能量并发射出可见光或近红外光。
稀土材料的发光颜色和光谱特性可以通过控制合成的方法和添加的杂质等因素进行调控。
3. 稀土材料在荧光显示中的应用稀土材料在荧光显示中的应用是其近年来的研究热点之一。
通过合适的掺杂和调控,稀土材料可以实现多色荧光显示效果,并具有较高的发光效率和长的发光寿命。
此外,稀土材料还具有较宽的光谱范围和较高的色纯度,使得其在液晶显示器、有机发光二极管(OLED)等领域中得到广泛应用。
4. 稀土材料在荧光标记中的应用稀土材料在荧光标记中的应用也是其重要的应用领域之一。
利用稀土材料可以实现对物质表面的标记和追踪,如生物医学领域中对细胞、分子以及基因的标记。
稀土材料不仅具有较高的抗光灭活性和较长的发光寿命,还能够实现多色发光,从而满足不同标记需求。
5. 稀土材料在激光中的应用稀土材料在激光器件中的应用也取得了重要进展。
因其独特的电子结构,稀土材料能够实现较高的光放大因子,从而实现激光器件的放大和激发功能。
此外,稀土材料还可以实现多波长和调级激光的发射,使其在光通信、激光雷达等领域具有广阔的应用前景。
6. 稀土材料在环境保护中的应用除了在光电子学和生物医学领域中的应用,稀土材料还可以用于环境保护。
稀土材料在光电技术中的应用与发展趋势引言光电技术是目前科技领域中研究和应用最广泛的领域之一。
随着人们对高性能、高效率的光电材料的需求不断增长,稀土材料作为一类特殊的材料,逐渐引起了科研人员的关注。
稀土材料因其在原子和电子结构方面的独特性质,被广泛应用于光电技术领域。
本文将介绍稀土材料在光电技术中的应用及其发展趋势。
稀土材料的特性稀土元素是指周期表中的镧系元素,包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥和镧系后三个过渡金属:钋、钅、钳。
稀土元素具有特殊的电子结构和磁学性质,这使得稀土材料在光电技术中具有独特的应用价值。
稀土材料具有的一些重要特性包括: - 发射和吸收特定波长的光 - 高荧光效率 - 高稳定性和长寿命 - 良好的光学透明性稀土材料在发光技术中的应用LED技术稀土材料在LED(发光二极管)技术中被广泛应用。
以铟镓氮(InGaN)材料为基础的蓝光LED已经被商业化生产,而将稀土材料添加到InGaN材料中可以产生丰富的颜色。
稀土材料可以发射各种波长的光,包括红光、绿光和近红外光。
这些特性使得稀土材料在LED显示器、红外LED和车灯等领域具有广泛的应用前景。
光纤通信稀土材料在光纤通信中的应用也十分重要。
稀土离子在光纤中起到增强光信号的作用,这是由于稀土材料具有较高的荧光效率和长寿命。
稀土掺杂光纤可广泛应用于光纤激光器、放大器和传感器等设备中,提高光信号的传输效率和质量。
显示技术稀土材料的荧光性质使其在显示技术中具有广泛应用。
利用稀土材料的发光特性,可以实现显示屏的全彩色和高对比度效果。
稀土材料的透明性和稳定性也使其成为制备柔性和折叠显示屏的理想材料。
太阳能电池稀土材料在太阳能电池中的应用也受到了广泛关注。
通过将稀土材料掺杂到传统的硅太阳能电池中,可以提高电池的效率和稳定性。
此外,稀土材料也可以用于制备柔性太阳能电池,扩大其在光伏领域的应用范围。
稀土材料在光电技术中的发展趋势稀土材料在光电技术中的应用还有很大的发展潜力,以下是一些未来发展的趋势: - 发展高效率的稀土材料掺杂技术,将其应用于LED、光纤通信和显示技术等领域,以提高能源利用效率和光信号传输质量。
稀土发光材料的制备与应用稀土发光材料,这名字听起来是不是有点高大上?其实啊,它们就在咱们的生活中发挥着大作用呢!先来说说稀土发光材料是怎么制备的吧。
这可不是一件简单的事儿,就好比咱们做蛋糕,得把各种材料精心挑选、搭配,还得掌握好火候。
制备稀土发光材料也是如此,科研人员得像大厨一样精心操作。
比如说,他们要先选好“食材”,也就是稀土元素。
这些稀土元素就像蛋糕里的面粉、鸡蛋、糖一样重要。
然后呢,把它们放进特殊的“烤箱”里,经过一系列复杂的化学反应,才能得到我们想要的发光材料。
我曾经参观过一个实验室,亲眼看到科研人员在操作。
他们穿着白大褂,戴着护目镜,神情专注得就像在雕琢一件艺术品。
那一丝不苟的样子,让我都不敢大声喘气,生怕打扰了他们。
制备过程中,温度、压力、反应时间,每一个环节都得精准控制。
稍微有点偏差,这材料的性能可能就大打折扣啦。
那制备好的稀土发光材料都用在哪儿呢?这可多了去了!在照明领域,那些节能又明亮的 LED 灯里就有稀土发光材料的身影。
想象一下,晚上回家,打开那柔和又明亮的灯光,让整个房间都充满温馨,这可多亏了稀土发光材料呢。
还有啊,在显示屏上,比如咱们的手机屏幕、电脑屏幕,它们能让图像更加清晰、色彩更加鲜艳。
医疗领域也少不了它们。
在一些医疗器械中,稀土发光材料能帮助医生更准确地诊断病情。
甚至在防伪技术上,稀土发光材料也大显身手。
一些贵重物品的防伪标识,在特定的光照下会发出独特的光芒,这就是稀土发光材料的功劳。
稀土发光材料就像一个个神奇的小精灵,在不同的领域发挥着自己独特的作用。
随着科技的不断进步,相信稀土发光材料的制备技术会越来越成熟,应用也会越来越广泛。
说不定未来的某一天,我们的生活里到处都能看到它们带来的更多惊喜呢!回想那次参观实验室的经历,我对稀土发光材料的好奇和敬佩更深了。
它们从实验室里的精心制备,到走进我们生活的方方面面,真的是一段神奇的旅程。
我期待着未来能有更多关于稀土发光材料的好消息,让我们的生活变得更加美好、便捷和充满色彩!。
稀土材料的发光特性和荧光应用导言稀土材料是一类具有特殊发光性质的材料,由于它们在发光材料和光电器件中的广泛应用,备受研究者的关注。
本文将介绍稀土材料的发光特性以及其在荧光应用中的重要性。
发光特性稀土材料的发光特性是由于其特殊的能级结构和电子跃迁机制而产生的。
稀土元素由于其外层电子构型的特殊性,使得它们的能级分布和电子跃迁方式与其他元素有所不同。
稀土材料的发光特性可以分为两类:吸收光谱和发射光谱。
吸收光谱稀土材料的吸收光谱通常具有特殊的吸收峰值,这是由于稀土元素能级结构中的电子跃迁引起的。
不同的稀土元素具有不同的吸收峰值,这使得它们在不同波长区域的光吸收方面具有独特的特点。
例如,铒离子的吸收峰位于紫外光区域,而铽离子的吸收峰位于可见光区域。
发射光谱当受到激发能量后,稀土材料会发射特定波长的光。
这是因为电子从高能级向低能级跃迁所释放出的能量以光的形式散发出来。
稀土材料的发射光谱通常具有窄的谱线宽度和高的发射强度。
这使得稀土材料成为制备高纯度荧光材料的理想选择。
荧光应用稀土材料的发光特性使得它们在荧光应用中具有广泛的应用前景。
以下是几个常见的荧光应用领域:环境污染检测稀土材料的发光特性使得它们可以被用于环境污染检测。
通过将稀土材料与污染物相结合,可以设计出能够测量和监测环境中特定污染物浓度的传感器。
例如,镝离子可以与重金属离子结合形成复合材料,在特定激发波长下发射特定的荧光信号,从而实现对重金属污染物的定量检测。
生物荧光成像稀土材料的发光特性使其在生物荧光成像中有广泛的应用。
通过将稀土材料引入生物体内,可以将其用作荧光标记剂。
稀土材料的窄谱线宽度和长寿命使得它们能够提供高对比度和高分辨率的图像,这对于生物体内细胞和组织的研究具有重要意义。
光电器件稀土材料的发光特性使其在光电器件中有广泛应用。
例如,稀土材料可以用作发光二极管(LED)的发光层,通过激发材料内部的稀土离子发射特定波长的光来实现显示和照明功能。
稀土钐配合物发光材料的研究稀土钐配合物发光材料的研究引言:随着光电子技术的快速发展,人们对高性能发光材料的需求日益增加。
稀土钐配合物作为一种重要的发光材料,在光电子器件、激光器、LED照明等领域得到了广泛的应用。
本文将对稀土钐配合物发光材料的研究进行综述,包括其发光机制、制备方法以及应用前景。
一、稀土钐配合物的发光机制稀土钐配合物的发光主要源于钐离子在激发能量作用下的发射过程。
当稀土钐配合物受到激发能量的激发时,内部的钐离子会跃迁至高能级,然后再返回低能级时会辐射处于可见光范围内的光子,从而实现发光效果。
其中,稀土钐配合物的结构和化学组成对其发光性能有着重要影响。
通过调控配体的结构和钐离子的配位环境,可以优化钐离子的能级结构,提高发光效率和色纯度。
二、稀土钐配合物的制备方法稀土钐配合物的制备主要依赖于合成化学和材料化学的方法。
常见的制备方法包括水热法、溶胶凝胶法、热法和溶液法等。
其中,水热法是一种常用且简便的制备方法。
通过在高温高压水的条件下反应,可以得到颗粒均匀、纯度高的稀土钐配合物。
溶胶凝胶法是一种通过控制溶胶和凝胶的形成过程来制备材料的方法,能够实现对材料形貌和晶体结构的精确控制。
热法和溶液法则更适用于大批量材料的合成。
三、稀土钐配合物的应用前景稀土钐配合物具有发光效率高、发光色纯度好、发光色温可调等优点,因此在光电子器件、激光器、LED照明等领域具有广阔的应用前景。
在光电子器件中,稀土钐配合物可以用于制作荧光显示屏、荧光探针和传感器。
在激光器中,稀土钐配合物可以用作激发材料,通过激光激发产生高能量激光。
在LED照明领域,稀土钐配合物可以用于制备高效能的白光LED。
然而,目前稀土钐配合物发光材料在制备过程中还存在一些挑战和问题,例如合成方法复杂、制备成本高、发光效率低等。
因此,未来的研究需要在改进制备方法的同时,进一步探究稀土钐配合物的内部发光机制,以提高发光效率并完善其性能。
结论:稀土钐配合物作为一种重要的发光材料,在光电子技术领域具有广阔的应用前景。
稀土材料在光电领域的应用及发展趋势引言稀土材料是指具有稀有地壳中丰富的稀土元素的化合物。
自20世纪60年代以来,稀土材料已经在光电领域中发挥了重要作用。
稀土材料具有较高的发光效率、谱线窄和较长的荧光寿命等特点,使其成为光电器件中的关键材料。
本文将探讨稀土材料在光电领域的应用,并分析其发展趋势。
稀土材料的应用光纤通信稀土材料在光纤通信中广泛应用。
光纤放大器是其中一个重要应用。
稀土材料如铒、镱和钕能够实现外界激发,吸收光子能量并进行能级跃迁,从而产生较高的发射光子数,增强光纤中的信号。
此外,稀土材料还能够实现波分复用和频率转换,提高光纤通信系统的传输容量和效率。
发光二极管(LED)稀土材料在LED中的应用也非常广泛。
稀土材料中的能级结构可以实现不同波长的发光,从紫外到红外范围都具有广泛的应用潜力。
稀土材料的高发光效率和窄谱带宽使得LED在照明、显示和光电器件中得到广泛应用。
激光器稀土材料在激光器中的应用也非常重要。
稀土材料中的能级结构使其能够实现特定波长的激光发射。
例如,铒离子在光纤激光器中被广泛使用,其发射波长为1550纳米,适用于光纤通信。
此外,其他稀土离子如钕、铽和镱也被用于激光器中,实现多种波长的激光输出。
太阳能电池稀土材料在太阳能电池中的应用也备受关注。
稀土材料能够实现光的吸收和电荷转移,在太阳能电池中起到了提高光电转换效率的作用。
稀土材料修饰的太阳能电池具有更高的效率和更长的寿命,成为太阳能领域的研究热点之一。
电子显示器稀土材料在电子显示器中的应用也非常重要。
稀土材料中的能级结构可以实现不同颜色的发光,使得显示器能够呈现出更广泛的色彩范围。
稀土材料的高发光效率和稳定性使得电子显示器具有更好的图像质量和更长的使用寿命。
稀土材料在光电领域的发展趋势提高发光效率随着光电领域的发展,对稀土材料的发光效率要求越来越高。
目前的研究重点是通过合成改变稀土材料的晶体结构和能级分布,以提高其发光效率。
此外,还需要研究稀土材料的激发方式和发射机制,以实现更高的发光效率。
学年论文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 luminescentmaterialsAbstract 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/ 8the synthesis of light-emitting materials are fully applied in lighting, display, medical, military, and security and other areas. The rare earth elements is abundant in China , with 40 percent of the total in the world. The luminescence mechanism of luminescent materials, luminescent properties, chemical synthesis methods, the main application areas, as well as the problems of the exploitation of rare earth minerals, and predict the direction of future in-depth research are all have being summarized in this paper.Key word rare earth, luminescent materials, application0 前言我国是稀土资源大国,在世界已探明的稀土储量为6200万吨(以稀土氧化物计)中,其中中国稀土资源工业储量为4800万吨,占世界已探明资源的80%,“稀土”并不稀少。
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。