光致发光材料
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。
光致发光聚合物的结构特点与发光机理
光致发光聚合物的结构特点与发光机理光致发光聚合物（PFPs）是一类能够在受到光的激发下发光的聚合物材料。
与传统的有机发光材料相比，PFPs具有较高的发光效率、较长的寿命、较小的效应和较高的光稳定性，已经被广泛用于有机发光二极管（OLEDs）、激光器、荧光传感器等领域。
PFPs的结构特点可以从以下几个方面来介绍：1.共轭结构：PFPs通常由具有共轭结构的芳香环组成。
共轭结构的存在使得电子在共轭杂化轨道上移动更容易，从而增强了载流子传递的效率。
2.侧链：PFPs的分子结构通常包含侧链，侧链的引入可以调节聚合物的溶解性、分散性以及薄膜形态等性质。
侧链的特殊结构可以通过改变侧链的化学结构来调控化合物的光电性能。
3.荧光基团：PFPs的分子结构中通常含有具有荧光性质的基团。
这些荧光基团可以吸收光子能量并发出可见光。
荧光基团的选择可以调节材料的发光颜色，从紫外到可见光甚至近红外。
4.共价键或非共价键结构：PFPs可以通过不同的共价键或非共价键结构来实现光致发光。
常见的共价键结构包括聚苯乙烯（PS）和聚苯乙炔（PPA），而非共价键结构则包括聚-π-电子体系和荧光共轭聚合物。
1. 单胞发光（Bimolecular Fluorescence）：在单胞发光机理中，聚合物分子通过吸收光子能量激发至激发态，然后发生内部结构重排，最终回到基态并释放出光子能量。
发光的过程是自发的，且发生在单个聚合物分子中。
2. 激子发光（Exciton Fluorescence）：在激子发光机理中，聚合物分子在吸收光子能量后形成激发态。
然后，激发态携带的能量通过与邻近分子的能量转移而传递，并最终导致激子形成与发光。
激子的存在使得发光的效率降低，同时可以通过分子设计和表面改性来优化激子的扩散和存在时间。
总结起来，光致发光聚合物的结构特点包括共轭结构、侧链、荧光基团等。
其发光机理主要可以归纳为单胞发光和激子发光两种方式。
这些特点和机理的理解有助于我们对于聚合物材料的设计、合成以及性能的调控。
一个新颖的光致发光和光致变色铕配合物
一个新颖的光致发光和光致变色铕配合物的报告，600字
近年来，随着人们对材料可见光稳定性和能源效率的不断提高，光致发光和光致变色铕配合物(LPC)已成为重要的材料研究和
应用领域。
最近，一项新颖的研究发现了一种具有优异可见光性能的LPC材料，该材料可以通过紫外辐射进行光致发光和
光致变色，具有广泛的应用前景。
下文将综述LPC材料的特
性以及其在可见光应用领域中的研究与应用时。
LPC材料是一类由含有单元结构的金属配合物组成的复合材料，具有低热敏感性，稳定性好，磁学均匀性和可调节的磁能谱线等优点。
由于其稳定的可见光效果，LPC材料可以应用
于许多不同领域，如液晶显示器、可穿戴设备和智能家居。
此外，利用有机光致发光材料和金属配合物的分子结构特性，研究人员们发展出一种新型的LPC材料，可以在紫外辐射下
进行光致发光和光致变色。
此外，该材料可以制备出具有极高荧光发射和光稳定性的发光粉末和水溶性颜料，可用于图形功能的精确控制和低功耗显示系统的可见光应用。
此外，该材料还可用于生物成像和社交识别技术，用于开发可以通过紫外辐射进行光致发光和光致变色的图案识别系统，可以快速、准确地识别和跟踪目标物体。
同时，此类材料可以作为传感器使用，用于识别和跟踪细菌或病毒，可以提供有效的监测数据，用于预警和诊断。
综上所述，随着有机光致发光材料和金属配合物的研究及其在可见光应用领域的广泛应用，新颖的光致发光和光致变色的
LPC材料已得到了更广泛的关注，为未来在可见光应用领域的技术发展提供了可能性和未来发展方向。
qd光致发光原理
qd光致发光原理
qd光致发光原理是一种用于发光二极管（LED）的材料，可以用于制造高效能的绿色和红色LED。
在这篇文章中，我们将深入探讨qd 光致发光原理，全面阐述整个过程。
首先，我们需要了解发光二极管的基本原理。
当电子与空穴结合时，就会释放出能量。
在LED中，这种能量以光的形式释放，因此产生发光效果。
但是，LED中的电子和空穴只能释放出一种颜色的光。
如果想生产多种颜色的LED，就需要使用不同的材料。
现在，就来介绍qd光致发光原理。
qds是一种用于制造LED的半导体材料，其结构类似于晶体。
这种材料的特点是，当它受到特定波长的光照射时，就会发出可见光。
那么，它是如何发挥作用的呢？在qd材料中，电子和空穴之间的间隔非常小，只有几纳米。
这种小空间的存在导致电子和空穴之间的相互作用变得更加强烈，从而导致它们能够有效地结合。
当电子和空穴相互结合时，就会释放出能量，这种能量以光的形式释放出来。
由于电子和空穴之间的间隔非常小，这个能量就足以产生可见光。
不同种类的qd材料具有不同的间隔，则会产生不同颜色的光。
qd光致发光原理的优点在于，可以制造多种不同颜色的LED。
只需要选择不同的qd材料，就可以获得不同颜色的LED。
此外，qd材料具有出色的光电转换效率，这意味着它可以将电能转换为光能的效率非常高。
总之，qd光致发光原理是一种新型的LED制造材料。
它的特点是能够制造多种不同颜色的LED，具有高效能的光电转换效率。
随着技术的发展，qd光致发光材料有望成为LED制造的主流材料之一。
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。
高分子光致发光材料的研究现状
电子共有化运动
• 根据量子力学知识，单个原子中处于束缚态的电子能量是量化 的，只有当它脱离原子核的束缚成为自由电子后，其能量才是连续 的。在单个原子中，某一电子只受到原子核和同一原子中其他电子 的相互作用。原子组成晶体后，由于原子壳层的交叠，电子不再局 限在某一个原子上，而是在整个晶体中运动，这种运动称为电子的 共有化运动。电子共有化运动使能级分裂为能带。
电子性质与能带结构
• 固体的电子性质和能带结构密切相关。按能带模型，可将固体 划分为导体、半导体和绝缘体，它们之间的差别决定于：①各自的 能带结构；②价带是充满的还只是部分地被充满；③满带和空带之 间能隙的大小。
图2 简化的半导体能带模型
图3 固体材料的电性质及分类依据Leabharlann 高分子光致发光机理•
高分子在受到可见光、紫外光、X-射线等照射后吸收光能，高分子电子壳
聚苯撑乙烯类(PPV)光致发光材料
PPV是第一个被报道用作发光材料制备光致发光器件 的高分子，是目前研究得最多、最广泛、最深入，也被认 为是最有应用前途的异类高分子光致发光材料。经典的 PPV材料具有不溶与不熔的特点，不能满足发光器件的制 作要求。因此许多科学家都致力于通过化学改性和物理改 性来设计合成出结构、性能各异的PPV及其衍生物，以满
层内处于价带的电子向较高能级导带跃迁，形成空穴和电子。空穴可能沿高分
子移动，并被束缚在各个发光中心上，辐射是由于导带上的电子返回较低能量
级价带或电子和空穴在结合所致。高分子把吸收的大部分能量以辐射的形式耗
散，从而可以产生发光现象。
图4 光致发光机理示意图
光致发光材料研究现状
1 聚苯撑乙烯类(PPV)光致发光材料 2 聚芴类(PF)光致发光材料 3 聚噻吩类(PT)光致发光材料
第四章 发光材料
上转换发光材料 • 发光体在红外光的激发下发射可见光，这种现象称为上转 换发光，这种发光体称为上转换发光材料。上转换发光现 象有三种情况： • 第一种情况是确实有一个中间能级，在光激发下处于基态 的电子跃迁到这个中间能态；电子在这个中间能态的寿命 足够长，以致它还可吸收另一个光子而跃迁到更高的能级。 电子从这个更高的能态问基态跃迁，就发射出波长比激发 光的波长更短的光束： • 第二种情况是中间能级并不存在，但发光体可以连续吸收 两个光子，使基态电子直接跃迁到比激发光光子的能量大 得更多的能级； • 第三种情况是两个敏化中心被激发，它们把激发能按先后 顺序或同时传递给发光中心，使其中处于基态的电子跃迁 到比激发光光子能量更高的能级，然后弛豫下来，发出波 长短得多的光。
发光持续时间特征 • 最初的发光分为荧光(fluorescence)及磷光 两种。荧光是指在激发时发出的光，磷光 是指在激发停止后发出的光。发光总是延 迟于激发。
照明下
照明停止后的瞬间 （左：ZnS，右： SrAl2O4 ）
照明停止，过4min后
萤火虫是不是荧光？？？
余辉时间：规定当激发停止时的发光亮度衰减到 10%时所经历的时间，简称余辉。如人眼能感觉到 余辉的长发光期间者为磷光，看不到余辉的短发光 期间者为荧光。 根据余辉时间的长短，可以划分六个范围： 极短余辉：余辉时间<1µs的发光； 短余辉：余辉时间1--10µs的发光； 中短余辉：余辉时间0.01—l ms的发光； 中余辉：余辉时间1—100ms的发光； 长余辉：余辉时间0.1—1s的发光； 极长余辉：余辉时间>1s的发光。
• 稀土三基色荧光粉分别是红粉、绿粉、蓝粉按一 稀土三基色荧光粉 三基色荧光粉 定比例混合而成。它解决了卤磷酸盐长期存在的 光效和显色性不能同时提高的矛盾，更由于这类 材料具有耐高负荷、耐高温的优异性能，成为新 一代灯用荧光粉材料。 • Y2O3:Eu3+（铕）是效率高、色纯度好、光衰性能 稳定而惟一达到制灯要求的稀土红粉。加入一定 量的La、Gd、Ta、Nb等元素，或者氧化物〔如 In2O3、GeO2等)可提高其发光亮度和稳定性。加 入一定量的硼酸盐，在降低材料的烧结温度条件 下，仍可使材料的发光亮度提高。
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。
发光材料的种类及其特点
发光材料的种类及其特点
发光材料是指能够通过吸收外部能量，激发出可见光的材料。
根据不同的激发方式和发光原理，发光材料可以分为以下几类：
1.稀土发光材料
稀土发光材料是指利用稀土元素的特殊电子结构，在外部刺激下产生光发射的现象。
这类材料具有较高的发光效率和色纯度，被广泛应用于显示、照明、光电器件等领域。
常见的稀土发光材料包括稀土荧光粉、稀土激光晶体等。
2.荧光粉
荧光粉是指通过吸收紫外光或蓝紫光等短波长的能量，将其转化为可见光的材料。
荧光粉的发光效率高，色纯度好，因此在显示器、照明等领域得到广泛应用。
根据激发方式的不同，荧光粉可以分为热激活型和光激活型两类。
3.光致发光材料
光致发光材料是指通过光子的吸收和辐射来发光的材料。
这类材料可以在紫外线、可见光、红外线等波长范围内使用，因此被广泛应用于各种光电效应器件中。
光致发光材料的发光效率、色纯度和稳定性等性能与材料的能级结构、杂质和缺陷等密切相关。
4.电致发光材料
电致发光材料是指通过电场的作用激发出电子，电子与发光中心碰撞产生光辐射的材料。
这类材料具有直接发光、高亮度、低能耗等优点，因此在显示器、照明、光电传感器等领域得到广泛应用。
电致
发光材料的性能与材料的能带结构、杂质和缺陷等密切相关。
5.化学发光材料
化学发光材料是指通过化学反应产生光的材料。
这类材料通常由两种化学物质组成，它们在相遇时会产生化学反应并释放出能量，这种能量以光的形式释放出来。
化学发光材料具有高灵敏度、低检测限等优点，因此在分析化学、生物医学、环境监测等领域得到广泛应用。
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。
光致发光材料
光致发光材料光致发光材料是一类在受到外部光激发后能够发出可见光的材料。
这类材料在近年来得到了广泛的研究和应用，其在显示技术、光电器件、生物医学等领域都有着重要的应用价值。
光致发光材料的研究不仅有助于提高发光效率，延长发光寿命，还有助于拓展其在不同领域的应用。
首先，光致发光材料的研究意义重大。
随着人们对高效、环保、可持续发展的需求不断增加，光致发光材料作为一种新型发光材料，具有较高的发光效率、较长的使用寿命和较低的能耗，因此具有广阔的应用前景。
其在显示技术中的应用，可以提高显示器的亮度和色彩饱和度，使得显示效果更加清晰逼真；在光电器件中的应用，可以提高光电转换效率，从而提高能源利用率；在生物医学中的应用，可以用于生物成像和荧光标记，有助于医学诊断和治疗。
其次，光致发光材料的研究现状和发展趋势。
目前，研究人员主要关注于提高发光效率、改善发光稳定性和拓展应用领域。
在材料方面，一些新型的有机和无机发光材料相继被发现，并且取得了一定的研究进展。
在器件方面，研究人员致力于开发高效、稳定的发光器件，以满足不同领域的需求。
未来，随着纳米技术、量子点技术的发展，光致发光材料有望进一步提高发光效率和稳定性，拓展其在新型显示技术、生物医学成像等领域的应用。
最后，光致发光材料的应用前景。
随着科学技术的不断进步和人们对高品质生活的追求，光致发光材料将会在各个领域得到更广泛的应用。
特别是在显示技术领域，随着柔性显示技术的发展，光致发光材料将会成为柔性显示器件的重要组成部分，为人们提供更加便捷、清晰的显示体验。
在光电器件领域，光致发光材料的应用将会推动光电器件的发展，为节能减排提供新的解决方案。
在生物医学领域，光致发光材料将会为生物成像、疾病诊断和治疗提供更多可能性，有望成为医学领域的重要突破点。
总之，光致发光材料作为一种新型发光材料，具有重要的研究意义和广阔的应用前景。
随着科学技术的不断进步，相信光致发光材料将会在未来发挥越来越重要的作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
光致发光和电致发光谱课件
电致发光的未来发展
1 2 3
高效节能技术 随着环保意识的提高，电致发光技术将不断向高 效节能方向发展，降低能耗，提高发光效率。
多功能化 电致发光技术将不断拓展其应用领域，如开发具 有温度、湿度、压力等多功能的电致发光器件， 满足更复杂的应用需求。
柔性化与可穿戴化 结合柔性电子技术，实现电致发光器件的柔性化 和可穿戴化，使其能够应用于可穿戴设备、智能 家居等领域。
02
光致发光和电致发光的材料
光致发光材料
光致发光材料在受到光照后，能够将吸收的光能转换为荧 光或磷光并释放出来。
光致发光材料通常由无机晶体、玻璃、陶瓷或高分子聚合 物等组成，它们能够将吸收的光能转换为较低能量的光辐 射，如荧光或磷光。这种材料广泛应用于照明、显示、生 物成像和传感等领域。
电致发光材料
发展趋势
光致发光和电致发光的发展趋势也不同，光致发光将更加注重智能化控制和与其他技术的 结合，而电致发光则将更加注重节能环保和柔性化、可穿戴化的发展。
光致发光与电致发光的比较
光致发光和电致发光虽然都是发光现 象，但它们的激发机制、光谱特性和 应用场景有所不同。
VS
光致发光是由光子激发产生的，其光 谱特性与吸收的光线波长有关；而电 致发光是由电流作用产生的，光谱特 性可以通过调节电流和电压进行控制。 光致发光通常用于荧光标记、生物成 像等领域；而电致发光则广泛应用于 显示器和照明技术。
03
光致发光和电致发光的谱线特征
光致发光谱线特征
连续光谱
温度依赖性
光致发光过程中，发射光谱通常是连 续的，这是因为发光过程中涉及的能 级差较小，导致光谱分布广泛。
光致发光谱线的强度和宽度随温度变 化，温度越高，强度越低，谱线越宽。
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
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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高压汞灯
主要用于工业照明、仓库照明、街道照明、 泛光照明、场、街道的照明。
三基色灯
三基色是指红、绿、蓝三种基本色光，荧 光灯用的红绿蓝三种基色荧光粉都以稀土元 素作为主要成分。三基色荧光灯就是在灯管 上涂有三基色稀土荧光粉，并填充高效发光 气体而制成的。三基色荧光灯是优质的绿色 照明产品，目前世界各国都在大力提倡和推 广的光源。在欧美和日本等发达国家，它已 取代了大部分的白炽灯，并逐步取代普通荧 光灯。
发光中心基态和激发态的势能图
非辐射跃迁
• 在上述热淬灭现象的那种情况中，激发离子通过把振动能 传递给环境——基质晶格，而失了其剩余的能量，返回到 较低的能级上。这种跃迁过程不发射电磁波，即光，因而 称为非辐射跃迁（nonrediative transition）. • 另外，某些杂质以非辐射能传递方式对发光材料有“毒物 ”作用，激发光因材料含有毒物而淬灭。 • 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存在。
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。
低压汞灯与紫外灯
低压汞灯又称灭菌灯，主 要应用作杀菌灯、荧光分析、 光谱仪波长基准。低压汞灯 光强低，光固化速度慢，但 发热量小，不需冷却就可使 用，在印刷制版上用得也较 多。
发光中心基态的势能图
位形坐标模型（Configurational Coordinate Model CCM）
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
最贵的夜明珠
2010年11月22日，海南侨 乡文昌市宝玉宫展出世界上 最贵的的夜明珠，这颗夜明 珠来自中国内蒙古，材质以 萤石矿物为主，发现时是不 规则形状，用 3 年时间加工 而成现形，重达 6 吨，直径 1 . 6 米，在关闭光源的黑暗 环境中能发出晶莹透亮的光 芒。业内专家估计价值22亿 元人民币。
蓄光型自发光夜光粉
手机屏幕发光
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。 晶体中离子的发射光谱的能量均低于吸收光谱的 能量，并且是宽带谱。 一般说来，发光固体吸收了激活辐射的能量hν， 发射出能量为hν’的光，而ν’总小于ν，即发射光波 长比激活光的波长要增大λ’>λ。
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。
荧光体发光机制
磷光体发光机制
位形坐标模型 由于原子质量比电子大得多，运动也慢得 多，故在电子跃迁中，可以认为晶体中原子间 的相对位置和运动速率是恒定不变的（即弗兰 克-康登原理 Franke-Condon）。 这样 就可以采用位形坐标来讨论发光中心的吸收和 发射过程。
位形坐标模型（Configurational Coordinate Model CCM）
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。
二
等离子体显示器
光致发光材料的应用
光致发光粉是制作发光油墨、发光涂料、发光塑料 光致发光粉 、发光印花浆的理想材料。
三
红
橙
黄
绿
蓝
紫
光致发光材料的应用
发光油墨适用于网印 发光油墨 各种发光效果的图案 文字，如标牌、玩具 、字画、玻璃画、不 干胶等。
发光油墨图
三
因其具有透明度高、成膜性好、涂层薄等特 点，可在各类浮雕、圆雕（佛像、瓷像、石 膏像、唐三彩）、高分子画、灯饰等工艺品 上喷涂或网印，在不影响其原有的饰彩或线 条的前提下大大提高其附加值。 发光油墨的颜色有：透明、红、 蓝、绿、黄等。
低压汞灯
紫外线杀菌灯（UV灯），实际上是属于一种低压 汞灯。它利用低压汞蒸汽（10-2Pa）被激发后发射的 紫外线被灯管内壁的荧光粉 荧光粉吸收后激发出可见光。 荧光粉
低压汞灯与紫外灯
低压汞灯消毒杀菌用途很广， 有医院、学校、托儿所、电影 院、公交车、办公室、家庭等， 它能净化空气，消除霉味，另 外还能产生一定量的负氧离子， 经紫外线消毒的房间，空气特 别清新。在公共场合，经紫外 线消毒，可避免一些病菌经空 气传播或经物体表面传播。长 寿命的紫外线杀菌灯在水消毒、 环保工程方面的应用意义重大。
三基色灯
光致发光材料的应用
光致材料的另一个重要的应用领域是等离子体 等离子体 显示。 显示。 等离子体显示技术（PDP）主要利用电极加电压、 惰性气体游离产生的紫外光激发荧光粉发光制成显示 屏。 等离子体显示具有亮度大、对比度高、寿命长、 视角大、功耗低等优点。 主要用于计算机终端显示以及各种图形、符号、数 字的显示。还可用于壁挂式彩色电视 大屏幕显示 壁挂式彩色电视和大屏幕显示 壁挂式彩色电视 大屏幕显示等。
光致发光材料的应用
光致发光材料在安全方面上的应用是其最为普遍 的。在安全方面，光致发光材料可用作安全出口指 示标记、撤离标记等。它能保持最亮的光照度和持 续长时间照明。
四
光致发光材料的应用
用光致发光材料制作精美产品，一些不属 安全标志的产品。 例如：T恤衫、宣传品、儿童玩具、小标签 等可以利用光致发光材料进行装饰印刷。
世界上最大夜明珠价值22亿元 世界上最大夜明珠价值 亿元
光致发光材料种类
反光材料：将照在其表面上 反光材料 的光迅速地反射回来 荧光材料：吸收一定波长的 荧光材料 光，立刻向外发出不同波 长的光。 自发光体:自发光物体在黑暗 自发光体 中可发光 磷光物体:由于含有磷元素而 磷光物体 发光
搞笑车贴
荧光棒
五，
T恤衫
宣传品
其它无机发光材料（按激发方式） 1、 阴极射线发光材料
2、 电致发光材料 3、 X射线发光材料
4、 化学发光材料 5、 放射性发光材料
新型无机发光材料 稀土离子发光材料：用稀土离子做 激活剂的无机固体材料。 应用：三基色节能灯。 优点：高效的光输出、光色柔和、 使用寿命长等。 光激励存储发光材料：用于医疗上 X射线成像。