光致发光材料(精)
光致发光材料的研究和应用
光致发光材料的研究和应用光致发光材料是一种非常重要的学科，它对日常的工业制造、医学、生态学、远程通信、微小元件等领域都有着重要的应用价值。
光致发光材料是一类被称作“荧光体”的材料，这些材料能够通过外界的激发，将所吸收的能量在短时间内以光的形式释放。
光致发光材料都有哪些特性呢？光致发光材料的重要特性之一是它们能够被激发，从而发光。
这些材料的发光峰值波长有明显的区别，这意味着它们能够被用于同时进行多波长的检测。
另外，这些材料的发光强度通常随着发光峰值波长的变化而变化，这使得它们可以用于颜色测量和定量分析。
光致发光材料的另一个特性是其较高的量子效率，这意味着能量的利用效率较高。
由于这些材料能够集中吸收较高波长的光能，因此它们在大多数颜色检测应用中都优于其他荧光体。
这些材料的发光时间通常很短，这意味着它们可以用于观察材料结构和化学过程中的瞬间变化，这对于许多领域有重要的应用价值，例如医学成像和纳米科技。
光致发光材料的研究与进展随着纳米科技和生物技术的不断发展，光致发光材料也在不断发展。
目前，光致发光材料的研究围绕几个主要方向展开：1.新型材料的开发自上世纪80年代以来，关于光致发光材料的研究一直在进行。
不断有新的材料问世，例如基于碳纳米管的材料、硅纳米颗粒、钙钛矿薄膜等。
这些新型材料的应用极其广泛。
2.新型器件的研制光致发光材料也可以用于研制新型光电器件和生物检测仪器。
这些器件能够用于荧光成像、蛋白质检测、光谱学成像和分析以及分子探测等领域的应用。
3.光学纳米材料开发新型光学纳米材料是目前光致发光材料研究的趋势之一。
这些材料可以控制其光学和物理性质的参数，从而实现对于这些特性更好的控制。
在某些情况下，光学纳米材料的响应还会随温度、酸碱度等环境因素的变化而变化，这使得它们在生物成像和诊断方面非常有前途。
光致发光材料的应用1.光伏设备在太阳能电池生产中，发光材料已广泛应用于提高太阳电池的功效，提高太阳能转化成电能的效率。
实验24荧光粉Y2O2S∶Eu的高温合成(精)
4. Y2O2S : Eu的合成
取 一 份 煅 烧 后 的 产 品 ， 按 (Y,Eu)2O3 ： S ： Na2CO3 ： K3PO4=100:30:30:5 的质量比配料，在玛瑙研钵中混磨均匀， 装入石英坩埚或者刚玉坩埚中压紧，覆盖适量的硫磺及次 料(即不合格的成品)，加盖，于1150～1250℃下恒温15 min, 高温出炉，冷至室温。用水或浓度2～4mol· L-1的盐酸浸泡 后再用热水洗至中性，抽滤、烘干，即得白色的Y2O2S : Eu 红色发光粉。
2. 制备路线
原料制备,提纯
原料要有很高的纯度。含量极小杂质会使发光材 料发光性能有明显变化。按杂质作用性质可分为：激 活剂、共激活剂、敏化剂、猝灭剂和惰性杂质.所以, 荧光粉的基本原料要经过特殊处理。 发 光 材 料 的 表 示 式 一 般 都 只 写出基质 和激活剂 ，如 Y2O2S：Eu，激活剂的用量很少，一般为基质的10-5～10-2。 除此外,常加有助熔剂,用量为基质的5%～25%,有时还加还原 剂、疏松剂、电荷补偿剂等，配料一般分干法、湿法、半干 湿法等。 基质组分间发生化学反应，从而形成某一晶体的基质； 激活剂进入基质，使它处于基质晶格的间隙或置换晶格原子。 灼烧是形成发光中心的关键步骤。灼烧条件 ( 温度、气氛、 时间等) 直接影响着发光性能的好坏。 包括选粉、洗粉、包裹、筛选等工艺。这 些环节常常直接影响荧光粉的二次特性.
本实验合成的发光材料，是以Eu3+为激活剂离子，其电 子结构能基图、发射和激发光谱见下图，它是发射位于红 色区域的窄带光谱。
Y2O3:Eu3+的发射光谱的吸收光谱（Ex）和 发射光谱（Em） Eu3+的电子能级
Y2O2S:Eu是目前国内外彩色电视机的显像屏采用的
有机光致发光材料 ppt课件
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3.主要的光致变色高分子
3.2 吡喃类高分子：
吡喃类是两个芳杂环（其中一个含有吡喃环）通过一个SP3 杂化的螺碳原子连接而成的一类化合物的通称，其结构式如下 ，其中Ar1和Ar2可以是苯环，萘环，蒽环，吲哚环，噻唑环等 芳环或芳杂环。大多数吡喃类高分子的吸收发生在紫外光谱区 ，一般在200～400nm范围内，不呈现颜色
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3.主要的光致变色高分子
3.3 二芳基乙烯类高分子：
杂环基取代的二芳基乙烯具有一个共轭六电子的三烯母体 结构。在紫外光激发下，二芳杂环基乙烯化合物顺旋闭环生成 有色的闭环体。而在可见光照射下又能发生开环反应生成起始 物。以2,5-二甲基-3-噻吩基乙烯为例，典型的光致变色反应如 下。
2.3 质子转移互变异构
水杨醛缩苯胺希夫碱是一类易于制备的光致变色化合物在 紫外光照射下，发生质子由氧到氮的转移而常常显示出由黄到 橘红的颜色变化。
2.4 顺反异构
对二苯乙烯类、苄叉苯胺类以及生物体中的顺反异构化， 超分子中的顺反异构都可以进行。
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2.有机光致变色体系
2.5 氧化还原过程
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3.主要的光致变色高分子
含偶氮苯类高分子合成方法：
1）把含乙烯基的偶氮化合物与其它烯类单体共聚； 2）通过高分子与含重氮（或偶氮）化合物的反应； 3) 通过采用偶氮二苯甲酸与其它的二元胺和二元羧酸进行 共缩聚而把偶氮苯结构引入到高分子主链中； 4）把偶氮苯结构引入到聚肽的侧链中。
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3.主要的光致变色高分子
主要的光致变色高分子
俘精酸 酐类
吡喃类
二芳基 乙烯类
光致发光材料性能测量的方法
光致发光材料的常见应用
荧光灯 LED 激光 夜明设施 生物荧光标记 太阳能电池
荧光灯（日光灯、节能灯）
荧光灯（fluorescent lamp）是一种充有氩气的低气压汞蒸气的气体 放电灯，在低压汞蒸气放电过程中会产生大量的波长为253.7mm的紫 外线，以及少量波长为185nm的紫外线和可见光。在灯管表面涂有荧 光粉，可以将波长为253.7nm的紫外线转化为可见光。 荧光灯按外形结构可以分为两大类：直管型荧光灯和异型荧光灯。按 所涂荧光粉的不同又有日光色、冷色和暖色荧光灯之分。
固体激光器
激光器是受激发射光放大器。激光器发射的光就是 激光。 激光束可用于加工高熔点材料，也可用于医疗、精 密计量、测距、全息检测、农作物育种、同位素 分离、催化、信息处理、引发核聚变、大气污染 监测以及基本科学研究各方面，有力地促进了物 理、化学、生物、信息等诸多学科的发展。激光 器按其工作物质可以还分为固体激光器、气体激 光器和液体染料激光器。可见，激光工作物质对 激光器的发展起着决定性的作用。而固体激光晶 体的研究和发展是固体化学的一个重要领域。
能量传递
非辐射能量散射 hν 敏活过程 hν ’ 发光过程
敏活剂基态
激活剂基态
图3
应用之四：解释“毒物”作用
某些杂质对发光材料有“毒物”作用，激发光因材料含有 毒物而淬灭。毒物效应往往是以非辐射能传递方式起作用 的：能量或从敏活剂或激活剂传递到毒物上，而后者将能 量以振动能散射到基质晶格中，以致活性中心不能发光。 具有非辐射跃迁的离子有 Fe3+ 、Co2+、Ni2+ 等，因而在制备 磷光材料中应当杜绝这些杂质的一:解释斯托克位移
图2给出了基态和激发态的位形示意 图，由此可以解释发光的许多特性。 激活过程包括电子从基态能级A跃迁 到激发态的较高能级B产生一个活性 中心。依照弗兰克-康登原理，这个 过程体系能量从A垂直上升到B，而 离子的位形基本不变。但在激发态， 由于离子松弛（即位形改变），电 子以热能形式散射一部分能量返到 新激发态能级C形成新的活性中心。 那么，发光过程就是电子从活化中 心C回到原来基态A或D。显然，激活 过程能量Δ EAB>Δ ECA或Δ ECD。这就 解释了斯托克位移。 图2 发光中心基态和激发态的势能图
夜光颜料是光致蓄光型自发光材料.该颜料具有自动吸(精)
夜光颜料是光致蓄光型自发光材料。
该颜料具有自动吸
光、蓄光、发光的性能，吸收各种自然光（日光）、灯
光等
可见光5-15分钟，即可在夜晚或暗处持续发光8-12小时以上，并可无限次循环使用。
产品特性：稳定的物理和化学特性、极强的环境适应性、长久
的使用寿命。
能在户外或恶劣环境下使用,并能抵抗
紫外线的辐射，在高温（+500℃）及低温（1-20℃
下使用，不变黑、不变质、耐化学腐蚀性好。
产品颜色：黄、黄绿、浅蓝、绿、蓝绿、深兰、兰紫、红、
橙红等。
产品规格：粒径（5um-200um）目数（100目-800目）
产品用途：涂料、油墨、塑料、印花浆、玻璃、文具、工艺
品、开关、化纤皮革、消防标牌、建设装饰、陶瓷
等。
使用方法：不宜与不透明材料混合使用，以免降低其发光效能。
不能与含有重金属成分的钙质、稀释剂、助剂混
用。
不可进行强力研磨，应采用搅拌调入方法。
光致发光材料的制备及性能研究
光致发光材料的制备及性能研究近年来，光致发光材料因其在光电器件和生物医学领域的广泛应用而受到了广泛关注。
本文将探讨光致发光材料的制备方法和性能研究。
一、光致发光材料的制备方法1. 化学合成法化学合成法是一种常用的光致发光材料制备方法。
通过控制反应条件和材料组分，可以合成出具有特定发光性能的材料。
例如，利用溶液法将银钙石和掺有特定离子的草酸盐溶液反应，得到发光性能优异的银钙石材料。
2. 模板法模板法是制备光致发光材料的另一种常用方法。
通过选择合适的模板，可以控制材料的形貌和结构，从而调控其光学性能。
例如，利用硅胶模板可以制备出具有纳米孔结构的光致发光材料，这种结构能够有效提高材料的发光效率。
3. 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种低温制备光致发光材料的方法。
通过溶胶和凝胶的相互转化，可以在低温下制备出高质量的光致发光材料。
例如，通过溶胶凝胶法可以制备出具有优异光学性能的铝掺杂锗酸盐玻璃材料。
二、光致发光材料的性能研究1. 发光强度与激发波长的关系光致发光材料的发光强度与激发波长之间存在一定的关联。
通过研究材料的发光强度随激发波长的变化，可以了解材料的发光机理和光学特性。
例如，研究发现，某些特定的光致发光材料在短波紫外光激发下可以产生较强的发光，这使得它们在紫外线检测和生物成像方面具有潜在应用价值。
2. 时间解析发光时间解析发光是一种用于研究光致发光材料的动力学性质的方法。
通过测量材料发光的脉冲宽度和发光衰减速度，可以了解材料的激发态寿命和能量传递过程。
例如，时间解析发光研究表明，某种光致发光材料在激发后具有长寿命的激发态，并且能够将激发能量有效转移给周围分子，从而实现能量传递和发光增强。
3. 光电性能研究光致发光材料的光电性能对于其应用具有重要意义。
通过研究材料的光电转化效率、电子传输性质和载流子输运行为，可以评估材料的光电性能，为其在光电器件中的应用提供指导。
例如，研究表明某种光致发光材料具有优异的载流子输运性质和光电转化效率，因此在太阳能电池和光电探测器等领域有着广阔的应用前景。
光致发光材料
发光中心基态和激发态的势能图
激活过程：
电子从基态能级A跃迁到激发态 的较高能级B 产生一个活性中心 。这个过程体系能量从A垂直上升 到B。但在激发态，由于离子松弛 ，电子以热能形式散射一部分能 量返到新激发态能级C 形成新的 活性中心。那么，发光过程就是 电子从活化中心C 回到原来基态A 或D。显然，激活过程能量 ∆EAB>∆ECA或∆ECD。 ∆EAB>∆ECA ∆ECD
发光中心基态和激发态的势能图
发光“热淬灭”效应 （Thermalquenching effect）
• 在E点，激发态的离子在能量不改 变的情况下就可以回到基态，然 后再通过一系列的改变振动回到 基态的低能级上去。因此，E 点 代表一个“溢出点”（Spillorer Point）。 • 如果这样，全部能量就都以振动 能的形式释放出来，因而没有发 光产生。显然，E 点的能量是临 界的。一般说来，温度升高，离 子热能增大，依次进入较高振动 能级，就可能达到E 点。
紫外灯
彩色荧光灯
彩色荧光灯灯管内壁涂有荧光粉，荧光粉 吸收紫外线的辐射能后发出可见光。荧光粉 不同，发出的光线也不同，这就是荧光灯可 做成白色和各种彩色的缘由。荧光灯的发光 效率远比白炽灯和卤钨灯高，是目前节能的 电光源。
彩色荧光灯
高压汞灯
高压汞灯是玻壳内表 面涂有荧光粉的高压汞 蒸汽放电灯，发柔和的 白色灯光。结构简单， 低成本，低维修费用， 可直接取代普通白炽灯， 具有光效长，寿命长， 省电经济的特点。
光致发光材料的应用 新型无机发光材料
光致发光材料的应用
一
光致发光材料一个主要的应用 领域是照明光源， 领域是照明光源，包括低压汞灯、 高压汞灯、彩色荧光灯、三基色 灯和紫外灯等。
光致发光材料
光致发光材料光致发光材料是一种能够在受到光照射后产生发光现象的材料。
这种材料在现代科技中有着广泛的应用，包括LED显示屏、发光二极管、荧光材料等。
光致发光材料的发展对于提高光电器件的性能、节能减排以及推动信息技术的发展具有重要意义。
光致发光材料的种类繁多，其中最常见的包括有机发光材料和无机发光材料。
有机发光材料通常是指含有芳香环或共轭结构的有机化合物，其特点是颜色鲜艳、发光效率高、加工成本低等。
无机发光材料则是指以无机化合物为基础材料，如氧化锌、硫化锌、氧化铟锡等，其特点是稳定性好、使用寿命长、适用于高温环境等。
光致发光材料的发光原理是通过外界激发光源的作用下，材料内部的电子发生跃迁并释放出能量，从而产生光子。
这一过程中，激子的形成和电子的复合是关键步骤。
有机发光材料的发光机制通常包括荧光和磷光两种方式，而无机发光材料则主要以电子激子和空穴激子的复合为主。
光致发光材料的研究与应用已经取得了许多重要的成果。
在LED显示屏领域，有机发光材料因其发光效率高、颜色纯净、可弯曲性强等特点，已经成为了主流的发光材料。
而在生物医学领域，荧光探针作为一种特殊的有机发光材料，被广泛应用于细胞成像、药物传递和疾病诊断等方面。
此外，无机发光材料在荧光粉、荧光管等领域也有着重要的应用。
光致发光材料的发展趋势主要包括提高发光效率、拓展发光领域、改善材料稳定性等方面。
在提高发光效率方面，研究人员致力于寻找更高效的发光机制，设计新型的发光分子结构以及改进材料的合成工艺。
在拓展发光领域方面，光致发光材料的应用范围将不断扩大，涉及到照明、显示、生物医学、安全防护等多个领域。
在改善材料稳定性方面，研究人员将尝试寻找更加稳定的材料结构，提高材料的抗氧化、耐光衰减等性能。
总的来说，光致发光材料是一种具有广阔应用前景的新型材料，其在LED显示、生物医学、照明等领域都有着重要的作用。
随着科技的不断进步，相信光致发光材料将会迎来更加美好的未来。
发光材料—有机光致发光材料
发光材料—有机光致发光材料王梦娟材料化学09-1 0901130828一:什么是发光发光是一种物体把吸收的能量,不经过热的阶段,直接转换为特征辐射的现象。
1、当某种物质受到激发（射线、高能粒子、电子束、外电场等）后，物质将处于激发态，激发态的能量会通过光或热的形式释放出来。
如果这部分的能量是位于可见、紫外或是近红外的电磁辐射，此过程称之为发光过程。
2、发光就是物质在热辐射之外以光的形式发射出多余的能量，这种发射过程具有一定的持续时间。
其中能够实现上述过程的物质叫做发光材料。
二:发光的类型发光材料的发光方式是多种多样的，主要类型有：光致发光、阴极射线发光、电致发光、热释发光、光释发光、辐射发光等。
其中光致发光又可以分为有机光致发光、无机光致发光等。
三:有机光致发光1、有机发光材料的发光原理有机物的发光是分子从激发态回到基态产生的辐射跃迁现象。
获得有机分子发光的途径很多,光致发光中大多数有机物具有偶数电子,基态时电子成对的存在于各分子轨道。
根据泡林不相容原理,同一轨道上的两个电子自旋相反,所以分子中总的电子自旋为零, 这个分子所处的电子能态称为单重态(2S + 1 = 0) . 当分子中的一个电子吸收光能量被激发时,通常它的自旋不变,则激发态是单重态。
如果激发过程中电子发生自旋反转,则激发态为三重态。
三重态的能量常常较单重态低.当有机分子在光能(光子)激发下被激发到激发单重态(S ) , 经振动能级驰豫到最低激发单重态(S1 ) , 最后由S1 回到基态S0 , 此时产生荧光, 或者经由最低激发三重态( T1 ) , ( S1 - T1 ) , 最后产生T1 - S0 的电子跃迁,此时辐射出磷光。
2、有机发光材料的分类有机发光材料可分为：(1) 有机小分子发光材料；(2) 有机高分子发光材料；(3) 有机配合物发光材料。
这些发光材料无论在发光机理、物理化学性能上，还是在应用上都有各自的特点。
有机小分子发光材料种类繁多，它们多带有共轭杂环及各种生色团，结构易于调整，通过引入烯键、苯环等不饱和基团及各种生色团来改变其共轭长度，从而使化合物光电性质发生变化。
光致发光pmma荧光光谱曲线
在这篇文章中，我将为你探讨光致发光PMMA荧光光谱曲线这一主题。
我们需要了解什么是光致发光PMMA，它的特性和应用。
我们将深入研究荧光光谱曲线的原理和特点，以及如何对其进行分析和解读。
我将共享我的个人观点和理解，并总结回顾本文的内容，帮助你更全面、深刻和灵活地理解这一主题。
光致发光PMMA是一种通过光激发产生发光的聚合物材料，其特性包括高透明度、良好的光学性能和化学稳定性。
它在LED、荧光显示器、激光技术等领域具有广泛的应用，成为了现代光电材料中的重要一员。
了解其特性和应用有助于我们更好地理解光致发光PMMA在科技领域的重要性和前景。
接下来，让我们转向荧光光谱曲线。
荧光光谱曲线是指物质在受到紫外光、X射线或电子束等激发后，发出的荧光光谱特性曲线。
通过分析荧光光谱曲线，我们可以了解物质的能级结构、发光机制和特征波长，对于研究和应用具有重要意义。
在分析荧光光谱曲线时，我们需要关注几个关键参数：发射波长、激发波长、荧光量子产率和荧光寿命。
发射波长是指物质发出的荧光光的波长范围；激发波长是指激发物质产生荧光的波长范围；荧光量子产率是指单位时间内发射的荧光光子数与激发的光子数之比；荧光寿命是指物质从受激发到发出荧光的平均时间。
通过对这些参数的分析，我们可以深入理解荧光光谱曲线所反映的物质发光特性和机制。
我想共享我对光致发光PMMA荧光光谱曲线的个人观点和理解。
在我看来，光致发光PMMA作为一种环保、高效的发光材料，具有巨大的应用潜力。
通过对其荧光光谱曲线的深入研究和分析，可以为材料的优化和应用提供重要参考，推动光电材料领域的技术进步和创新发展。
总结回顾本文的内容，我们首先介绍了光致发光PMMA的特性和应用，然后深入探讨了荧光光谱曲线的原理、参数和分析方法。
我共享了我的个人观点和理解，希望能够帮助你更全面、深刻和灵活地理解光致发光PMMA荧光光谱曲线这一主题。
通过本文的阅读，我希望你能对光致发光PMMA荧光光谱曲线有更深入的了解，并在相关领域的研究和应用中取得更多的成果。
光致发光材料的制备及其应用
光致发光材料的制备及其应用光致发光材料是近年来备受青睐的一种新型材料，它可以在受到光源刺激时发出发光现象。
这种材料的应用广泛，例如用于显示器、白光LED、生物成像等领域。
本文将会重点介绍光致发光材料的制备及其应用。
一、光致发光材料的制备制备光致发光材料的方法有很多种，常用的方法主要包括单晶生长法、溶胶凝胶法、离子束法、溅射法等。
这些方法都可以制备出高质量、高效的光致发光材料。
其中，单晶生长法是目前制备光致发光材料的主要方法之一。
它是将同种或不同种离子按一定比例混合后进行熔融，再通过降温或加入配体等方法来制备出单晶。
这种方法不仅可以制备出高质量的光致发光材料，并且还可以提高其量子效率，使其发光性能更为稳定和可靠。
另外，溶胶凝胶法也是一种较为常见的制备光致发光材料的方法。
这种方法主要是将金属离子的盐溶解在有机或无机溶液中，然后通过加入稳定剂等方法使其形成凝胶，最后通过烧结、高温焙烧等方法来制备出光致发光材料。
这种方法不仅制备简单，而且可以制备出复杂结构的光致发光材料。
二、光致发光材料的应用光致发光材料的应用非常广泛，下面将分别介绍其在显示器、白光LED、生物成像等领域的具体应用。
1. 显示器应用在显示器领域，光致发光材料主要应用于荧光材料和磷光材料。
荧光材料可以发放出各种各样的颜色，如蓝色、绿色、红色等颜色，这种材料广泛应用于彩色显示器的制备。
而磷光材料主要用于制备黑色背景的显示器，通过调节发光材料中的磷光材料含量，可以得到不同颜色的荧光材料，例如白色、蓝色等颜色，这种方法在LED制备中也有应用。
2. 白光LED应用在白光LED领域，光致发光材料的应用更为广泛，它主要用于制备LED的发光层。
发光层一般采用稀土材料或磷光材料制备。
将这些材料与LED芯片组合在一起，可以得到具有高亮度、高效率、长寿命等优点的白光LED。
目前，白光LED已经广泛应用于普及照明、广告灯箱、汽车照明等领域。
3. 生物成像应用在生物成像领域，光致发光材料主要作为探针，用于监测生物分子之间的相互作用，成像其中的化学过程，例如质子传输、氧化还原过程等。
光致发光高分子材料
光致发光高分子材料摘要：稀土高分子发光材料由于兼具稀土离子发光强度高、色纯度高和高分子材料优良的加工成型性能等优点而倍受瞩目。
本文就稀土光致发光材料进行了分类，对其发光特性作了简要介绍，综述了其开发与应用的历史与现状，并介绍了其目前在各个领域的应用产品。
关键词：稀土；高分子；光致发光材料；长余辉材料1前言光致发光材料又称超余辉的蓄光材料。
长余辉光致发光材料是吸收光能后进行蓄光而后发光的物质。
它是一种性能优良，无需任何电源就能自行发光的材料。
可利用其制成各种危险标识、警告牌；做成各种安全、逃生标志；在应付突发事件、事故中可发挥巨大的作用。
在发生突发事故时，电源往往被切断，这使得许多依靠电源发光照明的安全标志失去了作用，而采用长余辉发光材料的安全标志此时将发挥其特殊的作用。
因此长余辉光致发光材料的研究，具有重要的科学意义和实用性⑴。
现在我们已开发出很多实用的发光材料。
在这些发光材料中，稀土元素起的作用非常大［2,3］根据激发源的不同，稀土发光材料可分为光致发光材料、阴极射线（CRT）发光材料、X射线发光材料以及电致发光材料⑷。
本文主要介绍光致发光材料.2光致发光材料的发光原理［5］发光材料被外加能量（光能）照射激发后，能量可以直接被发光中心吸收（激活剂或杂质），也可被发光材料的基质吸收。
在第一种情况下，吸收或伴有激活剂电子壳层内的电子向较高能级的跃迁或电子与激活剂完全脱离及激活剂跃迁到离化态（形成空穴” 0）在第二种情况下，基质吸收能量时，在基质中形成空穴和电子，空穴可能沿晶体移动，并被束缚在各个发光中心上，辐射是由于电子返回到较低（初始）能量级或电子和离子中心（空穴）再结合（复合）所致。
即当外加能量（光能）的粒子与发光基质的原子发生碰撞而引起它们激发电离。
电离出来的自由电子具有一定的能量，又可引起其他原子的激发电离，当激发态或电离态的原子重新回到稳定态时，就引起发光⑹。
发光基质将所吸收的能量转换为光辐射，这就是光致发光材料激发发光的简要原理。
光致发光材料
光致发光材料光致发光材料是一种在受到光源激发后能够发光的材料。
它通过吸收入射光，激发电子的跃迁，从而产生能量差跃迁时释放的光，实现发光效果。
光致发光材料在各个领域都有广泛的应用，包括照明、显示技术、生物医学影像、传感器等。
光致发光材料的基本原理是光电激发。
当材料受到入射光的照射时，光子能量可被材料内部的电子吸收。
被吸收的光子激发了电子跃迁到高能级能级，而这些电子在短时间内会重新回到低能级，并在这个过程中释放能量。
这些释放的能量以光的形式发出，形成所谓的发光过程。
为了实现光致发光效果，材料的能带结构必须符合一定的条件。
一般来说，光致发光材料的能带结构应具有禁带宽度。
禁带宽度是指材料中电子从一种能级跃迁到另一种能级所需要的最小能量。
只有当入射光的能量高于禁带宽度时，电子才能跃迁到高能级，从而产生发光效果。
目前，常见的光致发光材料主要包括半导体材料和有机材料两种类型。
半导体材料通常具有优异的电学和光学性能，且晶格结构稳定，能产生高亮度、长寿命的发光效果。
有机材料则具有较低的制备成本和较大的柔性设计空间，适用于一些特殊场合。
在实际应用中，光致发光材料的性能参数主要包括发光强度、光谱特性、发光寿命等。
发光强度是指材料释放光的亮度，决定了材料的使用范围。
光谱特性是指材料发射出的光的波长和宽度，决定了材料的颜色和色彩饱和度。
发光寿命是指材料发光的时间长度，决定了材料的使用寿命。
光致发光材料已被广泛应用于照明领域。
与传统的发光体材料相比，光致发光材料具有较低的功耗、较长的使用寿命和较高的效能。
光致发光材料的照明产品不仅亮度高，功耗低，而且颜色可调，受到了消费者的欢迎。
此外，光致发光材料还可以应用于显示技术。
例如，发光二极管（LED）利用半导体材料的光致发光特性，实现了高亮度、高分辨率的显示效果。
光致发光材料的快速响应速度，使其成为高速显示和广色域显示的理想材料。
在生物医学影像方面，光致发光材料在生物分子探测和医学诊断方面发挥重要作用。
光致发光材料光谱分析
第六章光致发光材料光谱分析概念：当物质受到诸如光照、外加电场或电子束轰击等的激发后，吸收了外界能量，其电子处于激发状态，物质只要不因此而发生化学变化，当外界激发停止以后，处于激发状态的电子总要跃迁回到基态。
在这个过程中，一部分多余能量通过光或热的形式释放出来。
如果这部分能量是以光的电磁波形式发射出来，就称为发光现象。
概括地说，发光就是物质内部以某种方式吸收能量以后，以热辐射以外的光辐射形式发射出多余的能量的过程。
用光激发材料而产生的发光现象，称为光致发光。
日常生活中常见的如日光灯和夜明像章的发光就是光致发光。
一只日光灯，接通电源以后，首先使灯管中的水银蒸汽发出紫外光（这叫做气体发光），然后紫外光激发灯管管壁上的荧光粉，从而发出可见光。
夜明像章之所以能在晚上闪闪发光，是因为像章上涂了一层所谓长余辉的发光材料。
当日光或灯光中的短波光照射这种像章的时候，像章上的长余辉发光材料吸收了激发光的能量并储存起来，然后慢慢地发出光来，这种发光可以持续几个小时。
紫外线和红外线虽然看不见，但我们也把他们归结为光。
因此，光致发光是指激发波长落在从紫外到近红外这个范围内的发光。
下面介绍光致发光的主要特征和一般规律。
一. 吸收光谱当光照射到发光材料上时，一部分被反射、散射，一部分透射，剩下的被吸收。
只有被吸收的这部分光才对发光起作用。
但是也不是所有被吸收的光的各个波长都能起激发作用。
研究哪些波长被吸收，吸收多少，显然是重要的。
发光材料对光的吸收，和一般物质一样，都遵循以下的规律，即：I(λ)=I0(λ)e-kλx其中I0(λ)是波长为λ的光射到物质时的强度，I(λ)是光通过厚度x后的强度，kλ是不依赖光强、但随波长变化而变化的，称为吸收系数。
kλ随波长（或频率）的变化，叫作吸收光谱。
发光材料的吸收光谱，首先决定于基质，而激活剂和其他杂质也起一定的作用，它们可以产生吸收带或吸收线。
二.反射光谱如果材料是一块单晶，经过适当的加工（如切割、抛光等），利用分光光度计并考虑到反射的损失，就可以测得吸收光谱。
发光材料(精)
发光材料连新宇豆岁阳董江涛陈阳郭欣高玮婧北京交通大学材料化学专业100044摘要：本文简要介绍了发光材料的发光机理，并根据机理分类介绍了几种典型的发光材料。
补充介绍了新型发光材料并对发光材料的现状进行了介绍对其应用和发展前景做了展望。
关键词：发光材料分类新型展望1 引言发光材料已成为人们日常生活中不可缺少的材料，被广泛地用在各种显示、照明和医疗等领域，如电视屏幕、电脑显示器、X射线透射仪等。
目前发光材料主要是无机发光材料，从形态上分，有粉末状多晶、薄膜和单晶等。
最近，有机材料在电致发光上获得了重要应用。
[１]2 发光材料发光是一种物体把吸收的能量，不经过热的阶段，直接转换为特征辐射的现象。
发光现象广泛存在于各种材料中，在半导体、绝缘体、有机物和生物中都有不同形式的发光。
发光材料分为有机和无机两大类。
通常把能在可见光和紫外光谱区发光的无机晶体称为晶态磷光体，而将粉末状的发光材料称为荧光粉。
[2]常用的发光材料按激发方式分为：(1) 光致发光材料，由紫外光、可见光以及红外光激发而发光，按照发光性能、应用范围的不同，又分为长余辉发光材料、灯用发光材料和多光子发光材料。
(2) 阴极射线发光材料，由电子束流激发而发光的材料，又称电子束激发发光材料。
(3) 电致发光材料，由电场激发而发光的材料，又称为场致发光材料。
(4) X射线发光材料，由X射线辐射而发光的材料。
(5) 化学发光材料，两种或两种以上的化学物质之间的化学反应而引起发光的材料。
(6) 放射性发光材料，用天然或人造放射性物质辐照而发光的材料。
2.1光致发光材料2.1.1光致发光材料的定义发光就是物质内部以某种方式吸收能量以后，以热辐射以外的光辐射形式发射出多余的能量的过程。
用光激发材料而产生的发光现象，称为光致发光。
光致发光材料一个主要的应用领域是照明光源，包括低压汞灯、高压汞灯、彩色荧光灯、三基色灯和紫外灯等。
其另一个重要的应用领域是等离子体显示。
光致发光材料的性质研究及其应用分析
光致发光材料的性质研究及其应用分析随着人们生活水平的逐步提高，人们对科技发展的需求也越来越高，而光致发光材料的问世正好满足了这种需求。
光致发光材料是指通过特定的光激发条件下，能够发出可见光或紫外光的材料。
这项技术已经得到了广泛的应用，如固体显示器、激光显示器、LED等。
本文将对光致发光材料的相关性质和应用进行详细的研究和分析。
一、光致发光材料的基本原理光致发光材料是指通过特定的光激发条件下，能够发出可见光或紫外光的材料。
其基本原理是在材料中激发出电子，当电子回到基态时会释放出所携带的能量，从而发出光线。
光致发光材料的发光机理有三种，分别是缺陷发光、夹杂发光和束缚态发光。
其中，缺陷发光机制是指道路、空穴、金属阳离子等缺陷闪烁中心被激发后会发出光线。
夹杂发光机制是指在材料晶格中加入一些非晶序列，当这些序列被激发后，也会发出光线。
束缚态发光机制是指在材料的晶格中某些原子被电离后，电子从束缚态跃迁到连续态时也会发出光线。
二、光致发光材料的性质1、发光颜色的可调性光致发光材料的特点之一就是发光颜色的可调性，这是由于激发材料的光谱范围可以通过控制材料内激发能级的位置和强度来实现。
例如，在LED中，可以通过改变材料中活性离子的种类或浓度来改变其光谱范围。
2、发光亮度高光致发光材料的另一个显著特点是发光亮度高，这是由于材料能够将光谱范围内的光能转换成可见光或紫外光。
一些高性能的光致发光材料能够以高亮度发光，这种特性在光电显示、激光器和光学传感器等领域是非常重要的。
3、发光寿命长光致发光材料的另一个优点是其发光寿命长。
这是指材料可以持续发光的时间，光致发光材料通常可以保持较长的发光寿命，这使得它可以被用于一些长时间运行的应用中，如照明系统。
三、光致发光材料的应用1、固态照明光致发光材料可以替代传统的白炽灯和荧光灯等光源，以其节能、环保、光色可调性等特点在固态照明等领域应用广泛。
例如，在LED光源中，使用磷光粉等光致发光材料可以实现色彩温度的可控和可重现性。
光致发光材料荧光光谱分析
507.7 3+
4
2
5 6 1
7
8
557.5
+
1 Ce0.02 2 Ce0.06 3 Ce0.1 4 Ce0.2 5 Ce0.3 6 Ce0.4 7 Ce0.5 8 Ce0.6
500
550
600
650
700
/nm
图6-7 燃烧法CaS:Ce,Sm样 品的荧光发射光谱
四、发光光谱（也称发射光谱）
1
发光现象 ： 当物质受到诸如光照、外加电场或电子束轰击等的
激发后，吸收了外界能量，其电子处于激发状态，物质 只要不因此而发生化学变化，当外界激发停止以后，处 于激发状态的电子总要跃迁回到基态。在这个过程中， 一部分多余能量通过光或热的形式释放出来。如果这部 分能量是以光的电磁波形式发射出来，就称为发光现象。
1400
1600
7000
632
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
-1000
550
600
650
700
750
w avelength/nm
图6-9 CaS:Eu,Sm的红外响应光谱和红外转换发射光谱波长比较
八、发光效率
它是发光体的重要物理参量。
通常有三种表示法：即量子效率ηq，功率效率（或能量 效率）ηp，和光度效率（或流明效率）ηl。
5000
6 2 7 .8
4000 567
3000
2000
1000
0 550
600
650
700
w avelength/nm
图6-1 CaS:Eu,Sm激发光谱（监 控波长630nm）
光致发光材料性能测量方法
光致发光材料主要特性测量
吸收光谱
反射光谱
发射光谱 激发光谱 荧光寿命 色品坐标 发光效率
吸收光谱
当光照射到发光材料上时，一部分被反射、散射， 一部分透射，剩下的被吸收。只有被吸收的这部分 光才对发光起作用。但是也不是所有被吸收的光的 各个波长都能起激发作用。研究哪些波长被吸收， 吸收多少，显然是重要的。 吸收系数kλ随波长（或频率）的变化，叫吸收光谱。 发光材料的吸收光谱，首先决定于基质，而激活剂 和其他杂质也起一定的作用，它们可以产生吸收带 或吸收线。 多数实用得发光材料都是粉末状，是由微小的晶粒 组成的。这对精确测量吸收光谱造成很大的困难。
光致发光材料性能测量方法
所谓位形坐标图，就是用纵坐标表示晶 体中发光中心的势能，其中包括电子和离子的 势能以及相互作用在内的整个体系的能量；横 坐标则表示中心离子和周围离子的位形 （Configration），其中包括离子之间相对位 置等因素在内的一个笼统的位置概念。一般的 也可代用粒子间核间距作横坐标。图1 是发光 中心基态的位形坐标示意图。图中连续的曲线 表示势能作为发光中心离子核间距函数的定量 变化关系，它在平衡距离re处有一个极小值， 水平线ν 0、ν 1、ν 2„„表示粒子在基态具有 的不同量子振动态。
一般认为长余辉材料的发光应该经历以下几个过程
i) 基质晶格激活剂离子吸收能量，此能量可以是可见光， 也可以是同位素离子辐照的射线。 ii）被吸收的能量以别的形式被存储。 iii) 能量被传递给激活剂离子，将激活剂离子的外层电 子从基态激发至激发态。 iv) 电子从激发态跃迁至基态从而产生激活剂离子的特 征发射。
激光晶体激活和发光过程：激活过程是将活 化中心注入到激发态，称作激励。这样的活 化中心具有合理的寿命。换句话说，这些活 化中心受激后并不立即发射能量回到基态， 而是待激励遍及“全域”。因而激发态比基 态具有更多的活化中心。发光时，从一个活 化中心发出的光刺激其他活化中心，以致辐 射在整个相中进行，于是就构成了相干辐射 的强烈光束或脉冲。
光致发光材料
内转换 S
2
内转换 振动弛豫 系间跨 越
S1
能 量 吸 收 T1 T2 发 射 荧 光
move
外转换
发 射 磷 振动弛豫 光
S0
l1
l2
l 2
l3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
如图左侧在暗室紫外线下的一只猫，右侧 的猫呈现出绿荧光色。科学家们并不是第 一次克隆猫，但这是第一次克隆红色荧光 的猫。
back
帝王蝎是身体自然发光，其 体内的贝塔咔啉（Betacarboline）起到关键性作 用。
back 夜 明 珠
back
• 各类荧光灯和高压水银灯
短期磷光（余辉时间≤10^(-4)s）
磷光（10-4～10s）
长期磷光（余辉时间≥10^(-4)s）
• 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
由分子结构理论，主要讨论荧光及磷光的产生机理。 1. 分子能级与跃迁 分子能级比原子能级复杂； 在每个电子能级上，都存在振动、转动能级； 基态(S0)→激发态(S1、S2、激发态振动能级)：吸收特定频率的 辐射；量子化；跃迁一次到位； 激发态→基态：多种途径和方式(见能级图)；速度最快、激发态 寿命最短的途径占优势； 第一、第二、…电子激发单重态 S1 、S2… ； 第一、第二、…电子激发三重态 T1 、 T2 … ； 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 电子激发态的多重度：M=2S+1 S为电子自旋量子数的代数和(0或1)； 平行自旋比成对自旋稳定(洪特规则)， 三重态能级比相应单重态能级低； 大多数有机分子的基态处于单重态；
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光致发光材料
一、光致发光原理
光致发光是指用紫外光、可见光活红外光激发发光材料而产生的发光现象。
它大致经历吸收、能量传递和光发射三个主要阶段。
吸收：当物质从外界吸收能量（光、电、高能粒子等），基态的电子将被激发到激发态，这个过程叫做吸收。
激发光辐射的能量可直接被发光中心（激活剂活杂质）吸收，也可以被发光材料的基质吸收。
在第一种情况下，发光中心吸收能量向较高能级跃迁，随后跃迁回到较低能级活基态能级而产生发光。
在第二种情况下，基质吸收光能，在基质中形成电子—空穴对，他们可能在晶体中运动，被束缚在各个发光中心上，发光是由于电子与空穴的复合而引起的。
当发光中心离子处于基质的能带中时，会形成一个局域能级，处在基质导带和价带之间，即位于基质的禁带中。
不同的基质结构，发光中心离子在禁带中形成的局域能级的位置不同，从而在光激发下，会产生不同的跃迁，导致不同的发光色。
发射：被激发到激发态的电子为非平衡态载流子，它们可能自发或受激从激发态回到基态，恢复到平衡态，并将吸收的能量以光的形式辐射出来，这一过程叫做发射。
二、光致发光过程
三、无机光致发光材料
（一）、制备方法
1、高温固相反应法
2、溶胶-凝胶法（sol-gel）
3、水热法
4、沉淀法
5、高温网络凝胶法
6、喷雾热解法
7、微波法
8、燃烧法
四、有机光致发光材料。