发光材料激发光谱和发射光谱测试
发光材料的检测方法与相关技术
本技术提供一种发光材料的检测方法，包括：(1)取待测的发光材料，进行研磨；(2)对发光材料进行XRD检测：将研磨后的发光材料置于XRD检测仪中进行检测，得到发光材料的XRD图谱，将XRD图谱与标准卡片进行比对，确定发光材料的基质成分；(3)对发光材料进行激发光谱检测：将研磨后的发光材料置于荧光光谱仪中进行激发光谱检测，得到发光材料的激发光谱；(4)对发光材料进行发射光谱检测：将研磨后的发光材料置于荧光光谱仪中进行发射光谱检测，得到发光材料的发射光谱；(5)对发光材料的激发光谱和发射光谱进行分析，确定发光材料的掺杂成分以及发光性质。
本技术方法能够减小发光材料检测误差、提高实验效率。
权利要求书1.一种发光材料的检测方法，其特征在于，包括：(1)取待测的发光材料，进行研磨；(2)对发光材料进行XRD检测：将研磨后的发光材料置于XRD检测仪中进行检测，得到发光材料的XRD图谱，将XRD图谱与标准卡片进行比对，确定发光材料的基质成分；(3)对发光材料进行激发光谱检测：将研磨后的发光材料置于荧光光谱仪中进行激发光谱检测，得到发光材料的激发光谱；(4)对发光材料进行发射光谱检测：将研磨后的发光材料置于荧光光谱仪中进行发射光谱检测，得到发光材料的发射光谱；(5)对发光材料的激发光谱和发射光谱进行分析，确定发光材料的掺杂成分以及发光性质。
2.根据权利要求1所述的发光材料的检测方法，其特征在于，所述XRD检测仪的工作参数为：使用金属Cu靶(辐射源为K线，λ＝0.15406nm)作为阳极，仪器阳极加速电压设置为40KV，工作电流为30mA，扫描速度为2°/min，选用的2θ角扫描步长为0.02°，测量的2θ角度范围为20°～60°。
3.根据权利要求1所述的发光材料的检测方法，其特征在于，所述荧光光谱仪的工作参数为：用150W的氙灯作为激发光源，R928光电倍增管作为检测器，分辨率为1.0nm，扫描速度为2400nm/min。
发光原理实验指导书
电子科技大学光电信息学院本科教学实验指导书（实验）课程名称：发光原理基础电子科技大学教务处制表实验一、材料的光致发光研究一、 实验目的：1、 了解发光材料的激发和发射过程2、 掌握用荧光分光光度计测量发光材料激发光谱和发射光谱的测量方法 二、 实验原理：发光材料在人们的日常生活和生产实践中得到了越来越广泛的应用，适当的材料吸收高能辐射后，接着就发出光，其发射出的光子能量比激发辐射的能量低。
具有这种发光行为的物质就称为发光物质。
发光物质在将某种形式的能量转化为电磁辐射时，仅伴随极少量的热辐射，因此与热辐射发光具有本质的区别。
发光材料由基质和激活剂（发光中心）组成，例如典型的发光物质Al 2O 3：Cr 3+和Y 2O 3：Eu 3+，它们的基质分别为Al 2O 3和Y 2O 3，激活剂分别为Cr 3+和Eu 3+。
发光物质可以被多种形式的能量激发，紫外或可见光激发荧光粉发光的光致发光，激发光的波长可以改变，很容易的知道辐射能在激发什么和激发哪里。
正因为如此，研究材料的激发光谱、发射光谱成为发光材料研究的重要手段。
发光物质的发光过程中的光吸收、辐射跃钱、无辐射跃迁、能量传输等主要过程可以用位形坐标模型来进行解释。
图1为孤立发光中心的位形坐标模型，下部那条抛物线g 表示系统处于最低能态即基态时的能量与位形的关系。
抛物线的最低点表示离子处于平衡位置时的能量。
若将金属离子与配位体当作一个谐振子，其振动总能量为ν )21v (Ev +=，其中，v 是谐振量子数，v=0，1，2，…正整数；ν是谐振子的振动频率。
在绝对零度时，在最低振动能级0v 时系统最有可能处在R 0点。
发光中心占据基态最低振动能级，中心离子周围的配位体在距中心大约为R 0的位置上作平衡振动。
在较高温度下，也可占据较高的振动能级。
上述关于基态的论述同样适用于激发态，只是具有不同的平衡位置和键力常数。
在图1中上部那条抛物线e 就表示系统处于激发态时的情况，它的抛物线位移了ΔR 。
光致发光谱的测试步骤
光致发光谱的测试步骤
光致发光谱是一种测试材料在受到光激发后所发射的光的能量分布的方法。
以下是光致发光谱的一般测试步骤：
1. 准备样品：选择需要测试的材料，并将其制备成适合测试的样品形式，如固体、液体或薄膜。
2. 设置仪器：根据测试要求，选择适当的光激发源和光收集系统。
确保光源和检测器都被校准并按照正确的设置工作。
3. 调整光激发条件：根据材料特性和预期的测试结果，调整光激发源的功率、波长和激发时间。
这可以通过改变光源的滤光片、换光源或调整激发时间等方式来实现。
4. 开始测试：将样品放置在适当位置，并打开光激发源以激发材料。
使用适当的光收集系统收集样品发射的光信号。
5. 记录发光谱：将收集到的光信号通过光谱仪或光检测系统进行记录和分析，得到样品在各个波长下的发光强度。
6. 数据分析：根据所得到的发光谱数据，分析材料的发光特性，包括峰值位置、峰值强度、发光衰减等。
可以利用此数据来确定材料的性质，如材料的能带结构、缺陷能级等。
7. 结果解释：根据数据分析的结果，解释样品的发光特性并与已有的理论或文献进行对比和验证。
需要注意的是，以上步骤只是一般的光致发光谱测试步骤，具体的实验步骤和方法会根据不同的实验目的和样品特性有所不同。
因此，在具体实施光致发光谱测试时，需要根据实际情况进行调整和优化。
荧光测定实验
荧光测定实验二、基本概念1. 发射光谱是指发光的能量按波长或频率的分布。
通常实验测量的是发光的相对能量。
发射光谱中，横坐标为波长（或频率），纵坐标为发光相对强度。
发射光谱常分为带谱和线谱，有时也会出现既有带谱、又有线谱的情况。
2. 激发光谱是指发光的某一谱线或谱带的强度随激发光波长（或频率）变化的曲线。
横坐标为激发光波长，纵坐标为发光相对强度。
激发光谱反映不同波长的光激发材料产生发光的效果。
即表示发光的某一谱线或谱带可以被什么波长的光激发、激发的本领是高还是低；也表示用不同波长的光激发材料时，使材料发出某一波长光的效率。
3. 余辉衰减曲线是指激发停止后发光强度随时间变化的曲线。
横坐标为时间，纵坐标为发光强度（或相对发光强度）。
三、测试仪器激发光谱、发射光谱及余辉衰减曲线的测试采用日本岛津RF-5301PC型荧光分光光度计。
从150W氙灯光源发出的紫外和可见光经过激发单色器分光后，再经分束器照到样品表面，样品受到该激发光照射后发出的荧光经发射单色器分光，再经荧光端光电倍增管倍增后由探测器接收。
另有一个光电倍增管位于监测端，用以倍增激发单色器分出的经分束后的激发光。
注意：选做钨灯光源激发光谱、发射光谱测试的同学应采用天津港东WGY-10型荧光分光光度计。
光源发出的紫外-可见光或者红外光经过激发单色器分光后，照到荧光池中的被测样品上，样品受到该激发光照射后发出的荧光经发射单色器分光，由光电倍增管转换成相应电信号，再经放大器放大反馈进入A/D转换单元，将模拟电信号转换成相应数字信号，并通过显示器或打印机显示和记录被测样品谱图。
四、样品制备1. 粉末试样粉末试样可适当添加不影响光谱特性的粘结剂（也可不添加粘结剂），置于样品台凹槽中，压实、用载玻片碾平，固定到样品座中。
2. 块状试样块状试样可以直接用双面胶粘结在样品台上，固定到样品座中。
3. 液体试样液体试样应放入专用的液体样品槽中，固定到样品座中。
五、测试过程RF-5301PC荧光分光光度计测试发射、激发光谱及余辉衰减曲线先开机：打开Xe灯开关和主机开关。
有机发光二极管显示器用材料光致发光光谱测试 荧光光谱法-2023标准
有机发光二极管显示器用材料光致发光光谱测试荧光光谱法1.范围本文件规定了采用荧光光谱法（FS）测定有机发光二极管（OLED）显示器用有机材料的光致发光光谱的测试方法。
本文件适用于测定有机发光二极管（OLED）显示器用有机材料的光致发光光谱的测试。
2.规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 20871.2-2007 有机发光二极管显示器第2部分：术语与文字符号GB/T 19267.3-2008 刑事技术微量物证的理化检验第3部分：分子荧光光谱法JJG 537-2006 荧光分光光度计检定规程3.术语和定义GB/T 20871.2-2007和GB/T 19267.3-2008界定的以及下列术语、定义适用于本文件。
3.1.最强激发波长 max excitation wavelength激发样品使其产生最强荧光的入射光波长，用λex,max 表示。
3.2.室温发射波长 room temperature emission wavelength室温（298K）条件下物质所发射的荧光强度最大的波长，用λem,max表示。
3.3.低温发射波长 low temperature emission wavelength低温（77 K）条件下物质所发射的荧光强度最大的波长，用λem,max表示3.4.荧光光谱法 fluorescence spectrometry根据获得的荧光激发光谱、发射光谱等参数对物质进行定性、定量和结构分析的方法。
3.5.第一电子激发单重态 first singlet excited state；S1电子在跃迁过程中不发生自旋方向的变化，这时分子中具有两个自旋配对的电子，分子处于激发的单重态，用 S1表示，见图1。
3.6.第一电子激发三重态first triplet excited state；T1电子在跃迁过程中伴随着自旋方向的变化，这时分子中具有两个自旋不配对的电子，分子处于激发的三重态，用 T1表示，见图1。
荧光分光光度计实验
实验2 荧光分光光度计实验一、实验目的1、了解发光材料的激发和发射过程；2、掌握用荧光分光光度计测量发光材料激发光谱和发射光谱的测量方法。
二、仪器用具F-4600荧光分光光度计，发光材料三、实验原理光吸收和辐射与发光材料中的能级结构密切相关。
紫外光激发荧光粉发光是研究发光材料发生性能和发光中心在基质晶格中能级结构的重要手段。
本实验采用F-4600荧光分光光度计来研究发光材料的激发光谱和发射光谱。
F-4600荧光分光光度计的光学系统从功能上划分为两大部分，即激光光路和发射检测光路。
激发光路将光源发出的光分解为单色光输出，照射到发光材料上激发荧光粉发光。
发光材料发出的光进入发射光检测光路，被分解为单色光照射到光电倍增管上，光电倍增管输出信号的强度与照射到其上面的光强度呈正比。
由氙弧灯发出的光变色单色光后，即为荧光物质的激发光。
被测的荧光物质在激发光照射下所发出的荧光，经过单色器变成单色荧光粉后照射于测样品用的光电倍增管上，由其所发生的光电流经过放大器放大输到记录仪，将激发光单色器的光栅，固定在最适当的激发光波长处，而让荧光单色器凸轮转动，将各波长的荧光强度讯号输出至记录仪上，所记录的光谱即发射光谱，简称荧光光谱。
当测绘荧光激发光谱时，将激发光单色器的光栅固定在最适当的荧光波长处，而让激发光单色口的凸轮转动，将各波长的激发光讯号输出至记录仪上，所记录的光谱即激发光谱。
四、实验内容按实验要求，连接好计算机后开始实验。
首先测试发射光谱，设置激发波长460nm，得到该样品的发射光谱，即峰值波长出现在540nm左右。
加入1个310nm长波通型滤波片，在测试激发光谱，输入检测波长540nm，得到激发光谱：利用检测波长波长460nm，得到发射光谱：五、实验心得与体会通过此次实验掌握用荧光分光光度计测量发光材料激发光谱和发射光谱的测量方法，让我更加了解了解发光材料的激发和发射过程。
发射,激发,吸收光谱
常用光谱种类和原理简介如下：1)吸收光谱当一束连续光通过透明介质时，如果光波能量和介质中从基态到激发态的能量间隔相等，介质中的状态将由基态被激发到激发态，透过透明介质的光将因这样的吸收而光强减弱。
由于激发态不同，它们的吸收能量不一样，这样在记录透过透明介质后的光强时就形成了光强随着波长变化的谱线，即吸收光谱。
吸收光谱可以给出材料基质和激活离子的激发态能级的位置和它们的分布情况。
2)荧光光谱一束特定波长的单色光将激活离子从基态激发到某一个激发态能级，从这个激发态向低于它的各个能级跃迁发光，可以得到它到下面各个能级以及下面各能级到更低能级的发光谱图，即荧光光谱。
材料所发荧光经单色仪分光后，由探测器收集并记录下各个波长的发光强度，它能够反映这个能级到下面各个能级的跃迁概率、荧光强度以及荧光分支比等信息，提供该材料的最佳发射波长。
同时，可以求得下面各个能级的位置，包括稀土离子的能级在晶场中的劈裂情况等。
3)激发光谱监控一个特殊的荧光发射波长，改变激发波长，得到一个在不同波长激发下的荧光强度变化图，即激发光谱。
激发光谱可以提供荧光能级以上各个能级的位置，反映出各个能级向荧光能级的能量传递能力，找出该荧光获得最高效率的最佳发射波长。
4)选择激发光谱(稀土离子)在复杂晶体中，通常有几个稀土离子可以取代的阳离子格位，稀土离子的发光变得复杂并且难以分析。
激光器出现以后，利用激光功率高、单色性好的特点，发展起来一种新的光谱测量方法，称为选择激发光谱。
一般同一种稀土离子掺杂到同一晶体的不同格位时，不同格位稀土离子的能级会产生微小差别，可以利用可调谐激光器，调到一个合适的激发波长使某个格位的离子被激发，另一些离子暂不激发，得到一个格位的光谱后再按照同样的操作更换到其他格位。
这样的复杂光谱将被各个格位的光谱解析。
pl光致发光光谱测试条件
pl光致发光光谱测试条件一、测试目的光致发光（PL）光谱测试是一种用于研究材料发光特性的重要手段。
通过PL光谱测试，可以了解材料的发光性质、能级结构以及材料内部的缺陷和杂质等信息。
本测试条件旨在规范PL光谱测试的实验操作流程，确保测试结果的准确性和可靠性。
二、测试原理光致发光（PL）光谱是材料在吸收光子后，将能量转化为荧光发射的现象。
PL 光谱反映了材料内部能级结构、缺陷和杂质等信息。
通过对PL光谱的分析，可以了解材料的发光性质、能级结构以及材料内部的缺陷和杂质等信息。
三、测试条件1. 样品准备（1）样品应具有代表性，能够反映材料的整体性能。
（2）样品应清洁、干燥，无杂质和污染物。
（3）样品尺寸应适中，以便于测试和观察。
2. 测试环境（1）实验室温度应保持在20±5℃。
（2）实验室湿度应保持在50±5%。
（3）实验室应保持清洁、无尘，避免影响测试结果。
3. 光源选择（1）选择合适的激光光源，确保其波长、功率和稳定性满足测试要求。
（2）激光光源的波长范围应覆盖样品发光的主要波段。
4. 样品处理（1）对于固体样品，应将其研磨成粉末或薄片，以便于测试。
（2）对于液体样品，应将其稀释至适当浓度，以便于测试。
5. 测试参数设置（1）设置合适的激发波长和发射波长范围，以便于捕捉样品的PL光谱。
（2）设置合适的扫描速度和步长，以便于获得准确的PL光谱。
6. 数据处理与分析（1）对获得的PL光谱进行去噪、平滑等处理，以提高数据质量。
（2）对PL光谱进行拟合和分析，提取发光峰位、强度等信息。
四、注意事项1. 在进行PL光谱测试前，应对样品进行充分的了解和研究，以便选择合适的测试条件和方法。
2. 在测试过程中，应注意保护眼睛和皮肤，避免长时间暴露在激光光源下。
3. 在数据处理和分析过程中，应注意数据的准确性和可靠性，避免误导实验结果。
激发与发射光谱PPT课件
光照停止后，可持续一段时间。
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荧光发射光谱 荧光激发光谱
磷光光谱
200 260 320 380 440 500 560 620 室温下菲的乙醇溶液荧（磷）光光谱
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荧光激发光谱
荧光发射光谱
200 250 300 350 400 450 500 nm
蒽的激发光谱和荧光光谱
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二、荧光的产生与分子结构的关系
传递途径
辐射跃迁
无辐射跃迁
荧光 延迟荧光 磷光
系间跨越 内转移 外转移 振动弛预
激发态停留时间短、返回速度快的途径，发生的几率大，
发光强度相对大；
荧光：10-7～10 -9 s,第一激发单重态的最低振动能级→基态；
磷光：10-4～10s；第一激发三重态的最低振动能级→基态；
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9
4.非辐射能量传递过程
❖ 磷光光谱
固定激发光波长(一般将其固定于激发波段 中感兴趣的峰位), 物质发射的磷光强度与发 射光波长关系曲线，如右图中曲线III。磷光 本身则是由电子在两能级间发生自旋反转的 辐射跃迁过程中所产生的光。
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4
Stokes能级图
内转换
振动弛豫 内转换
S2
系间跨越
S1
能
T1 T2
量
发
发
吸
射
外转换
射
收
激发与发射光谱的含义
❖ 激发光谱
固定发射波长(一般将其固定于发射 波段中感兴趣的峰位),扫描出的化合 物的发射光强(荧光/磷光) 与入射光波 长的关系曲线 。如右图中曲线I 。
❖ 发射光谱
固定激发波长(一般将其固定于激发 波段中感兴趣的峰位),扫描出的化合 物的发射光强(荧光/磷光) 与波长的关 系曲线 。如右图中曲线I I。
荧光测试_实验报告
一、实验目的1. 掌握荧光材料发射光谱和激发光谱的测试方法。
2. 了解荧光分光光度计的原理及操作步骤。
3. 学会运用荧光光谱法对物质进行定性和定量分析。
4. 探讨影响荧光性能的因素。
二、实验原理荧光是指某些物质在吸收光能后，外层电子从基态跃迁至激发态，随后以发射光子的形式释放能量，回到基态的过程。
荧光光谱分为激发光谱和发射光谱。
激发光谱：在固定发射波长条件下，被测物吸收的荧光强度随激发波长的变化曲线。
激发光谱反映了不同波长的光激发材料产生发光的效果。
发射光谱：在固定激发波长条件下，被测物发射的荧光强度随发射波长的变化曲线。
发射光谱反映了材料发射光子的能量和强度。
三、实验仪器与试剂1. 实验仪器：- 荧光分光光度计- 紫外-可见分光光度计- 离心机- 移液器- 试管- 容量瓶- 比色皿2. 实验试剂：- 荧光材料样品- 激发剂- 乙醇- 水等四、实验步骤1. 样品制备：- 将荧光材料样品用乙醇溶解，配制成一定浓度的溶液。
- 将激发剂用乙醇溶解，配制成一定浓度的溶液。
2. 激发光谱测试：- 将荧光材料溶液置于比色皿中，设定激发波长范围为200-600nm。
- 在激发波长为300nm时，记录发射光谱。
3. 发射光谱测试：- 在激发波长为300nm时，记录发射光谱。
4. 激发光谱与发射光谱的比较：- 将激发光谱与发射光谱进行比较，分析荧光材料的光谱特性。
5. 影响荧光性能的因素：- 探讨激发剂浓度、溶剂、温度等因素对荧光性能的影响。
五、实验结果与讨论1. 激发光谱与发射光谱：- 通过实验，获得了荧光材料的激发光谱和发射光谱。
- 激发光谱表明，荧光材料在300nm附近有较强的吸收峰。
- 发射光谱表明，荧光材料在450nm附近有较强的发射峰。
2. 影响荧光性能的因素：- 激发剂浓度：随着激发剂浓度的增加，荧光强度逐渐增强，但过高的激发剂浓度会导致荧光猝灭。
- 溶剂：不同溶剂对荧光性能有显著影响。
例如，乙醇溶液的荧光强度高于水溶液。
荧光激发光谱和发射光谱的区别
荧光激发光谱和发射光谱的区别荧光激发光谱和发射光谱是表征物质荧光特性的两个重要参数。
在光谱学中，荧光激发光谱用来描述物质在不同激发波长下的吸光度变化，而发射光谱则用于描述物质在激发后发射出的光的波长和强度分布。
这两个光谱在实验条件和观测对象上有所差别，接下来我将逐步解释这两者之间的区别。
第一步：激发机制的不同荧光激发光谱是通过在不同波长下对化合物进行激发，测量其在不同激发波长下的吸光度变化来获得的。
在这个过程中，分子吸收激发光后会产生能量跃迁，电子从基态跃迁到激发态，并在激发态上停留一段时间后再返回基态。
这个过程中，分子会发生吸收和发射光，测量吸收光的强度即可得到荧光激发光谱。
发射光谱则是通过在荧光激发光谱中选择一个特定的激发波长（通常为吸收峰的最大值）进行观测，测量物质在该激发波长下发射出的光的波长和强度分布。
在这个过程中，分子在吸收光能量后进入激发态，并在激发态上停留一段时间。
在激发态消失时，分子会回到基态，并发射出荧光。
测量荧光强度和波长分布可得到发射光谱。
第二步：实验条件的不同荧光激发光谱的实验条件通常需要选择一系列的激发波长，以测量吸收光的强度变化。
实验中可采用连续光源辐射样品，通过改变激发波长，测量吸收光谱曲线，得到吸收峰的位置和强度。
光谱仪通常为单光束光谱仪，对样品透射光进行检测，再通过计算得到吸收曲线。
发射光谱的实验条件则需要选择一个特定的激发波长，并测量发射光的强度和波长。
实验中可采用单一波长的激发光源，通过特定的滤光片或光栅选择发射光，通过光谱仪测量发射光谱曲线。
光谱仪通常为单光束或双光束光谱仪，对样品的发射光进行检测。
第三步：观测对象的不同荧光激发光谱和发射光谱通常适用于不同的观测对象。
荧光激发光谱更适用于具有吸收能级的化合物或分子，它所描述的是物质在不同激发波长下的吸光度变化，对于光谱学研究中吸收峰位置、吸收强度和发射强度等参数具有重要意义。
发射光谱则更适用于描述荧光物质在激发后所发射的光的性质。
椭偏法测量sio2薄膜折射率与厚度实验报告
东南大学材料科学与工程实验报告学生姓名班级学号实验日期2014.9.10 批改教师课程名称方向大型实验——电材批改日期实验名称发光材料激发光谱和发射光谱测试报告成绩小组成员一、实验目的1、了解椭偏法测试的基本原理；2、掌握椭偏法测试的基本操作技能二、实验原理椭圆偏振法（简称椭偏法）是一种光学测量技术。
它通过测量一束椭圆偏振光波非垂直地投射到样品上发射后偏振状态的变化，来测量薄膜的光学参数（折射率及消光系数）及薄膜厚度。
由于偏振状态的变化对样品光学参数的微小差异非常灵敏，因此该方法对薄膜的测量有很高灵敏度，能测出膜厚1Å左右的变化，测量范围从10Å到几微米。
此外，椭偏法为非接触测量，相对于SEM，TEM，台阶仪，对样品来说为无损检测。
椭偏法测试原理如上图所示：用一束光作为探针入射到均匀介质薄膜样品上，由于样品对入射光中平行于入射面的电场分量p和垂直于入射面的电场分量s有不同的反射系数和透射系数，因此从样品上发射的光，其偏振状态相对于入射光发生了变化。
通过观察光在反射前后偏振状态的改变，可以得到与样品的某些光学参数，如折射率和厚度。
三、实验内容及步骤1、将样品放置在样品台上，待测表面朝向固定板。
开启控制电脑，开启主机电源；2、打开测试软件，设置光源类型（氦氖激光），衬底类型（si衬底），入射角度（默认70°）；3、点击工具栏开始按钮，椭偏仪开始测量，约几分钟后测试结束，此时弹出一对对话框，点击对话框上的“快速”按钮，即显示测试结果；4、对样品进行周期判断。
当光源波长为632.8nm，入射角为70°时，SiO2薄膜的一个测试周期约为283nm，当膜厚大于此值，需采用双角度测量；5、双角度测量。
点击工具栏“设置”按钮，选择“双角度”测量模式，此时弹出对话框提示分别在70°和60°角度下测量。
先在70°入射角度下测量，然后调整光源座和接收器座在60°位置，再进行测量。
稀土发光材料的研究
科研开发2018·01166Chenmical Intermediate当代化工研究稀土发光材料的研究＊于丽丽 曲亮（天津华北地质勘查局核工业二四七大队 天津 301800）摘要：本文详细的阐述了高温固相稀土发光材料的制备方法，探讨了稀土离子对发光材料的激活原理。
用高温固相法制备出以SrZnO 2为基质，稀土元素铕和金属元素铋为激活剂的光致发光材料，该发光材料所发出的光可以随着两种激活剂的比例的不同而有规律的变化。
关键词：稀土发光材料；高温固相；SrZnO 2：Eu，Bi，XRD；激发光谱；发射光谱中图分类号：T 文献标识码：AResearch on Rare Earth Luminescent MaterialsYu Lili, Qu Liang(247 Team of Nuclear Industry, Tianjin North China Geological Exploration Bureau, Tianjin, 301800)Abstract ：In this paper, the preparation methods of high temperature solid phase rare earth luminescent materials are described in detail, andthe activation principle of rare earth ions on luminescent materials is discussed. Photoluminescence materials, which is with SrZnO 2 as matrix and rare earth elements europium and metallic element bismuth as activators, were prepared by high-temperature solid-state method. The light emitted by the photoluminescence materials can change regularly with the different ratios of the two activators.Key words ：rare earth luminescent materials ；high temperature solid phase ；SrZnO 2, Eu, Bi, XRD ；excitation spectrum ；emission spectrum1.稀土发光材料的制备方法--高温固相法所有样品均采用传统的高温固相合成方法，这是一种经典的合成方法，其制备工艺相对比较成熟，能保证形成良好的晶体结构。
激发光谱和发射光谱的特点
激发光谱和发射光谱的特点
激发光谱和发射光谱是荧光光谱中的两种重要表现形式，它们各自反映了荧光物质与光的相互作用特性。
激发光谱是通过固定发射光的波长，测量激发光的波长与荧光强度的关系来获取的。
它展现了不同波长的激发光对荧光物质产生的相对效率，即在何种波长的激发光作用下，荧光物质可以产生最强的荧光强度。
相对于激发光谱，发射光谱则是通过固定激发光的波长，测定发射光强度与波长（有时候也测波数或者频率等）的关系来得到的。
它揭示了在某一固定波长的激发光源激发作用下，荧光强度在不同波长处的分布情况，即荧光中不同波长的光成分的相对强度。
这二者具有三个显著特点：①斯托克斯位移，即发射光的波长大于激发光的波长；②荧光光谱和激发光谱大致成镜像对称；③荧光发射光谱的形状与激发光波长无关。
这些特点对于理解荧光物质的性质及其与光的相互作用机制具有重要意义。
发光材料的检测方法与相关技术
发光材料的检测方法与相关技术发光材料是一种能够发出可见光的材料，常用于荧光显示器、LED灯、激光器等设备中。
对发光材料进行检测可以确定其发光性能、稳定性以及制备工艺的质量。
下面将介绍发光材料的检测方法与相关技术。
1.光学显微镜观察法：光学显微镜观察法是一种常用的发光材料表面形貌检测方法。
它通过观察材料表面的形貌，检测材料的颗粒形状、大小以及分布情况。
2.荧光光谱检测法：荧光光谱检测法可以测量发光材料的荧光光谱特性，包括发射光谱和激发光谱。
通过测量荧光光谱，可以确定发光材料的发射波长、发射强度以及发光的稳定性。
3.X射线衍射法：X射线衍射法可以确定发光材料的晶体结构和晶体取向。
通过测量X射线的衍射图样，可以确定发光材料的晶面方向和晶体的结晶性能。
4.热学性能测试法：热学性能测试法可以测量发光材料的热导率、热膨胀系数以及热稳定性。
这些性能参数对于发光材料在高温环境中的应用至关重要。
5.电学性能测试法：电学性能测试法可以测量发光材料的电导率、电容等电学性能参数。
这些参数对于发光材料在电器电子设备中的应用非常重要。
6.发光性能测试法：发光性能测试法可以测量发光材料的亮度、颜色、色温等性能参数。
通过测量这些参数，可以评估发光材料的发光质量和性能。
7.表面形貌观测法：表面形貌观测法可以通过扫描电镜（SEM）观察发光材料的表面形貌。
通过观察材料的表面形貌，可以确定材料的颗粒形状、大小以及分布情况。
8.超声波检测法：超声波检测法可以测量发光材料的声速、声阻抗等声学性能参数。
这些参数对于评估发光材料的结构和声学性能具有重要意义。
9.磁学性能测试法：磁学性能测试法可以测量发光材料的磁化强度、磁化率等磁学性能参数。
这些参数对于评估发光材料的磁学性质具有重要意义。
总结起来，发光材料的检测方法与相关技术主要包括光学显微镜观察法、荧光光谱检测法、X射线衍射法、热学性能测试法、电学性能测试法、发光性能测试法、表面形貌观测法、超声波检测法和磁学性能测试法。
光致发光光谱原理
光致发光光谱原理
光致发光光谱（Photoluminescence spectroscopy）是一种通过
激发材料后测量其发射光谱的技术。
其原理基于光致发光效应，当材料受到入射光的激发后，电子从基态跃迁到激发态，再由激发态退回到基态时会发射出光子。
光致发光光谱实验通常通过以下步骤进行：
1. 光源激发：使用一定波长的光源照射材料样品，激发材料内的电子从基态跃迁到激发态。
常用的激发源包括连续激光、激光脉冲和X射线等。
2. 光子发射：激发后的电子会在激发态停留一段时间，随后通过自发辐射的方式返回基态。
在这个过程中，电子会释放出与能带结构相关的能量，发射出特定频率的光子。
3. 光谱测量：将发射出的光子收集起来，经过光学器件（如光栅、狭缝等）进行分光，然后使用光电探测器测量不同频率的发射光强度。
4. 数据分析：通过测量到的发射光强度与波长或频率的关系，可以得到光致发光光谱。
光谱中的峰对应于材料中不同能级之间的跃迁，可以提供用于分析材料结构、能带各种物理属性的信息。
光致发光光谱可以应用于材料科学、能源研究、表面物理化学等领域，通过测量材料的激发态与基态之间的跃迁过程，可以
揭示材料的光学、电子能级结构等重要信息，有助于理解材料的物理特性和应用潜力。
关于荧光棒的实验报告
一、实验目的1. 了解荧光棒的制备原理和方法；2. 掌握荧光棒的发光特性；3. 研究荧光棒的稳定性和光致发光性能；4. 分析荧光棒在不同条件下的应用。
二、实验原理荧光棒是一种含有荧光物质的光致发光材料，其主要成分是荧光染料和发光剂。
在紫外光或可见光的激发下，荧光染料分子吸收光能，激发态的电子从高能级跃迁到低能级，释放出光子，产生荧光。
荧光棒的制备通常采用溶液聚合或悬浮聚合的方法，将荧光染料和发光剂均匀分散在聚合体系中，形成稳定的荧光颗粒。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：荧光染料、发光剂、聚乙烯醇（PVA）、硝酸钾、硫酸铵、氯化钠等；2. 实验仪器：磁力搅拌器、超声波清洗器、滴液漏斗、真空干燥箱、荧光分光光度计、紫外可见分光光度计等。
四、实验步骤1. 荧光染料的溶解：将荧光染料溶解在适量的去离子水中，搅拌均匀；2. 聚合体系的制备：将PVA、硝酸钾、硫酸铵等溶解于适量的去离子水中，加入荧光染料溶液，搅拌均匀；3. 悬浮聚合：将制备好的聚合体系置于磁力搅拌器上，加热至60-70℃，持续搅拌1小时；4. 沉淀分离：将悬浮聚合体系冷却至室温，加入适量的氯化钠溶液，搅拌均匀，使荧光颗粒沉淀；5. 洗涤与干燥：用去离子水洗涤沉淀物，去除未反应的原料和杂质，然后用真空干燥箱干燥至恒重；6. 荧光光谱测试：将干燥后的荧光颗粒分散于适量的去离子水中，用荧光分光光度计测定其激发光谱和发射光谱；7. 紫外可见光谱测试：用紫外可见分光光度计测定荧光颗粒的紫外-可见吸收光谱。
五、实验结果与讨论1. 荧光光谱测试结果：实验得到的荧光棒的激发光谱和发射光谱如图1所示。
由图可知，荧光棒的激发波长为350-400nm，发射波长为450-500nm，具有较好的发光性能。
2. 紫外可见光谱测试结果：实验得到的荧光颗粒的紫外-可见吸收光谱如图2所示。
由图可知，荧光颗粒在350-400nm范围内有较强的吸收峰，与激发光谱一致。
3. 荧光棒的稳定性：将制备的荧光棒置于室温下储存，每隔一段时间测定其荧光强度，结果表明荧光棒的荧光强度在储存过程中保持稳定，具有良好的稳定性。
天然荧光物质实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 掌握天然荧光物质的提取和鉴定方法。
2. 了解荧光光谱的基本原理及其在物质鉴定中的应用。
3. 通过实验，观察和记录天然荧光物质的激发光谱和发射光谱，并进行初步分析。
二、实验原理荧光光谱是研究物质分子在光激发下发光性质的一种分析方法。
当物质分子吸收光子后，电子从基态跃迁到激发态，随后电子从激发态返回基态时，释放出能量较低的光子，即荧光。
荧光光谱包括激发光谱和发射光谱，分别描述了激发光波长和荧光强度随波长变化的关系。
三、实验材料与仪器材料：1. 天然荧光物质样品（如萤石、磷矿石等）。
2. 乙醇、甲醇等有机溶剂。
仪器：1. 荧光光谱仪2. 紫外可见分光光度计3. 离心机4. 恒温水浴锅5. 玻璃器皿四、实验步骤1. 样品制备：- 将天然荧光物质样品研磨成粉末，过筛后备用。
- 将粉末样品用乙醇或甲醇溶解，配制成一定浓度的溶液。
2. 激发光谱测定：- 将荧光光谱仪的激发光波长从200nm至800nm范围内进行扫描。
- 在固定发射波长下，记录不同激发光波长下的荧光强度。
3. 发射光谱测定：- 将荧光光谱仪的发射光波长从200nm至800nm范围内进行扫描。
- 在固定激发光波长下，记录不同发射光波长下的荧光强度。
4. 数据处理：- 将激发光谱和发射光谱数据导入Origin软件，绘制光谱图。
- 对光谱图进行分析，确定天然荧光物质的激发波长和发射波长。
五、实验结果与分析1. 激发光谱：- 样品的激发光谱呈现出明显的峰形，表明存在特定的激发波长。
- 通过对比标准物质的激发光谱，可以初步判断样品的成分。
2. 发射光谱：- 样品的发射光谱同样呈现出明显的峰形，表明存在特定的发射波长。
- 通过对比标准物质的发射光谱，可以进一步确认样品的成分。
3. 结果讨论：- 本实验成功提取和鉴定了天然荧光物质，并获得了其激发光谱和发射光谱。
- 通过荧光光谱分析，可以实现对天然荧光物质的定性和定量分析。
六、实验总结本实验通过荧光光谱法对天然荧光物质进行了提取和鉴定，成功获得了其激发光谱和发射光谱。
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东南大学材料科学与工程
实验报告
学生姓名班级学号实验日期2014.9.3批改教师
课程名称电子信息材料专业方向大型实验批改日期
实验名称发光材料激发光谱和发射光谱测试报告成绩
1、实验目的：
1、掌握光致发光的基本过程，掌握激发光谱和发射光谱的基本含义
2、掌握发光才来哦发射光谱和激发光谱的测试方法
2、实验原理：
发光材料主要是指材料吸收外来能量后所发出的总辐射中超过热辐射的部分。
发光材料的发光需要外界能量的激发，根据击发方式不同发光方式可以分为光致发光、阴极射线发光、电致发光、X射线及高能粒子发光等。
以光致发光为例，当用激发光照射某些物质时，处于基态的分子吸收激发光发生跃迁，达到激发态，这些激发态经过弛豫过程损失一部分能量后，以无辐射跃迁回到激发态的低振动能级，再从此能级返回基态，此过程中多余的能量以光子的形式释放。
激发光谱和发射光谱是表征发光材料两个重要的性能指标。
激发光谱是指发光材料在不同波长激发下，该材料的某一波长的发光谱线的强度与激发波长的关系。
激发光谱反映了不同波长的光激发材料的效果。
根据激发光谱可以确定使该材料发光所需的激发光的波长范围，并可以确定某发射谱线强度最大时的最佳激发波长。
激发光谱对分析材料的发光过程也具有重要意义。
发射光谱是指在某一特定波长激发下，所发射的不同波长的光的强度或能量分布。
激发光谱和发射光谱通常采用荧光分光光度计进行测量。
其基本结构包括光源，单色器，试样室，单色器和探测器。
常用光源为氙灯，单色器多为光栅，探测器多用光电倍增管。
荧光分光光度计工作原理：由光源氙弧灯发出的光通过切光器使其变为断续之光以及激发光单色器变成单色光，此光即为荧光物质的激发光，被测的荧光物质在激发光照射下所发出的荧光，经过单色器变成单色荧光后照射于测试样品用的光电倍增管上，由其所发生的光电流经过放大器放大输出至记录仪，激发光单色器和荧光单色器的光栅均有电动机带动的凸轮所控制，当测绘荧光发射光谱时，将激发光单色器的光栅固定在最适当的激发光波长处，而让荧光单色器凸轮转动，将各波长的荧光强度讯号输出至记录仪上，所记录的光谱即为发射光谱，简称荧光光谱。
当测绘荧光激发
光谱时，将荧光单色器的光栅固定在最适当的荧光波长处，只让激发单色口的凸轮转动，将各波长
的激发光的强度输出至记录仪，所记录的光谱即激光光谱。
3、实验步骤
1、打开电脑，打开光度计电源，间隔1-2分钟后方能打开仪器控制软件。
2、仪器预热30分钟，待灯源稳定。
3、在所提供的样品中随机选一样，小心装入样品盘，稍旋紧样品盖之后，置于样品室内。
4、选取合适的滤光片置于发射接收端的卡槽内，用于出去光栅的次级或n级衍射峰。
按下样品室顶
盖。
5、软件参数设置
6、先点击Pre-scan进行扫描，如果谱峰强度过高或者过低，调整扫描范围、滤光片、狭缝宽度等设
置；点击Measure进行测试；测试后保存数据并转化文件为txt格式。
7、测试后将样品盘取出，清理后重复上述步骤换样测试。
8、关机：先关软件，待仪器冷却15分钟后关闭仪器电源。
9、光谱测试激发波长或发射监控波长的确定：由于所测样品的激发与发射波长未知，因此需要经过
多次反复测试来确定最终的激发波长与发射监控波长。
具体步骤：a：首先选定紫外波段某波长作为激发波长，测试其发射谱，获得发射谱峰波长Pem；b：以上面获得的发射峰值波长为激发谱的监控波长，合理设定激发谱的测试范围（一般为200nm到Pem-20nm),测试样品激发谱，保存数据；c：
确定激发谱峰值波长Pex，以Pex为激发波长测试发射谱，扫描范围一般设定为Pex+20nm到
800nm，保存发射谱数据。
10、滤光片的选择：测试发射谱时，设激发波长为λex，如果λex的n倍落于发射谱的测试范围，
则选择截止波长大于λex的滤光片，但滤光片的截止波长要小于发射谱的起始波长；测试激发谱时，设监控波长为λem，如果λem/2落于激发光谱测试范围，则选择截止波长大于λem/2的滤光片。
4、实验结果与分析：
（1）在460nm的激发光下，得到如上发射谱，由发射谱可以看出，最佳发射波长约为625nm左右（仪器显示为625.6nm）
（2）以625nm为监控波长，得到如下荧光粉的激发光谱图：
由激发光谱可以看出，在446nm附近，激发光强度最高，因此为最佳激发波长，仪器精确示值为：446.6nm。
（3）由激发光谱得到最佳激发波长446.6nm后，以447nm为激发光得到如下荧光粉发射光谱图：
由图线得，该荧光粉的发射谱峰波长为625.6nm,激发谱峰为446.6nm
5、思考题：
1、你所测试的荧光粉，激发波长范围是多少，属于什么波段？最佳激发波长是多少，
属于什么波段。
发射峰值波长多少，是什么颜色的光？
（1）激发波长的范围是200nm到600nm，属于自然光波段。
（2）最佳激发波长为446.6nm，属于蓝靛色波段。
发射峰值波长为625.6nm，颜色为红色。
2、由激发光谱和发射光谱，你可以得到关于荧光粉的什么信息？你所测试的荧光粉用
在什么领域，为什么？
激发光谱和发射光谱是表征发光材料的两个重要的性能指标。
由激发光谱可以确定使该材料发光所需的激发光的波长范围，并可以确定某发射谱线强度最大时的最佳激发波长。
激发光谱对分析材料的发光过程也具有重要意义。
发射光谱可以分析发射的不同波长的光的强度或能量分布。
该荧光粉是橙红色，并且经可见光激发可发射红色的光，因此可以应用于警灯报警领域或者交通信号灯等。