现代新型材料与纳米材料光学材料 p81=ztang.ppt
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• X射线发光材料可使X光转换为可见光， 并显示成像。
13
（2）发光的第二个特征是它的强度。 • 发光强度是随激发强度而变的，通常用发光效率来
表征材料的发光能力。 • 发光效率也同激发强度有关， • 在激光未出现前，电子束的能量较高，强度也较大
，所以一股不发光或发光很弱的材料，在阴极射线 激发下则可发出可觉察的光或较强的光。激光出现 后，因为激光的强度可以＞107W/cm2，在它激发下很 容易引起发光。
发光颜色 绿
紫蓝 青白
黄 蓝 蓝 黄绿 黄绿 橙 蓝 黄绿 红 红 黄
相对亮度 >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95%
10%余辉/ms <30 >0.5
<0.01 <1 <1
<0.05 <1 <2
>250 <1 <2 <1 <5 <1
极光现象
荧光现象
10
• 发光材料是指吸收光照，然后转化为光的材料。 • 发光材料的晶格要具有结构缺陷或杂质缺陷，材
料才具有发光性能。 • 结构缺陷是晶格间的空位等晶格缺陷，由其引起
的发光称为自激活发光。所以制备发光材料采用 合适的基质十分重要。 • 如果在基质材料中有选择地掺入微量杂质在晶格 中形成杂质缺陷，由其引起的发光叫激活发光， 掺入的微量杂质一般都充当发光中心，称为激活 剂。 • 实际应用的发光材料大多是激活型发光材料。
• A）光致发光材料主要是荧光粉。早期的荧光粉是MgWO4 与(Zn、Be)2SiO4：Mn2+。将这两种荧光粉进行混合，可 用于荧光灯中，涂在充满汞的玻璃管内侧。汞在电场作 用下放电产生紫外线，照射到荧光粉上，荧光粉吸收紫 外线的能量，将其转化为白光放出。
各色荧光粉
荧光灯
19
• 发 红 光 的 荧 光 粉 有 Y2O3 ： Eu3+，它可满足作为发红光 荧光粉的所有条件，
• 雷达显示屏要求长余辉，一般采用双层屏。在电子束 轰击下，电子束激发第一层材料ZnS：Ag，发出短余辉 的蓝光，它再激发第二层材料(Zn，Cd)S：Cu，Al，发 射长余辉的黄光。
倒车雷达显示屏
24
• 阴极射线发光材料可用于制备阴极射线管，具有广泛 的用途。阴极射线管可大量用于制造彩色电视机的显 像管，对人们的生活造成巨大影响。阴极射线管还可 用于示波器、雷达以及特殊要求的显示屏。发光亮度 高的阴极射线管则可用于投影管、飞机上的平视仪及 露天的大屏幕显示等。
发光光谱峰值/nm 455 510 580 650
28
发光二极管材料
• 发光二极管是辐射光的半导体二极管。施加正向电压 时，通过pn结分别把n区电子注入p区，p区空穴注入n 区，电子和空穴复合发光，把电能直接转换成光能。
• 发光二极管所用材料具有下述特性：
发光在可见光区，Eg≥1.8eV，λ≤700nm；
荧光现象
磷光夜明珠
15
• 在应用中硬性规定当激发停止时的发光亮度从J0衰减 到J0的10％时，所经历的时间为余辉时间。
• 由此发光材料可以划分为6个范围： • 极短余辉：＜1μs； • 短余辉：1-10μs； • 中短余辉：10-2-1ms； • 中余辉：1-100ms； • 长余辉：0.1-1s； • 极长余辉：＞1s。
材料容易作成n型及p型；
有效率高的发光中心或复合发光； 效率降到初始值一半的时间要大于105h，
发光二极管
材料要能生长成单晶，并能规模生产且价廉。
29
• 发光二极管和器件已经实现了红、橙、黄、绿、青、 蓝、紫七彩原色的生产和应用，并拓展到近红外和近 紫外范围，如发红光的GaAsP，发绿光的GaP等。
16
• 自然界中很多物质都或多或少的可以发光。比较有效 的发光材料中有无机化合物，也有有机化合物；有固 体、液体，也有气体。
• 从当代的显示技术所用的发光材料看，主要是无机化 合物，而且主要是固体材料，少数气体材料。
蝴蝶翅膀上的磷粉具有发光现象
磷光虾
17
• 固体材料中，又主要是禁带宽度比较大的绝缘体 ，其次是半导体。
11
• 材料发光时，吸收外界的能量，产生高能电子和空穴 ，它们经过相互碰撞，又产生能量较低的电子及空穴 。这个过程一直持续下去，直到电子的能量降到和发 光体禁带能量相匹配为止，期间发出光子产生光。
自然极光
半导体发光
12
• 发光的特征有三个： （1）发光材料的发光颜色彼此不同，都有它们各自特征
。选用不同的发光材料以得到各种发光颜色。已有发光 材料的种类很多，它们发光的颜色也足可覆盖整个可见 光的范围。材料的发光光谱可分为下列3种类型： • 宽带：半宽度一100nm，如CaWO4； • 窄带：半宽度一50nm，如Sr2(PO4)Cl：Eu3+； • 线谱：半宽度一0.1nm，如GdVO4：Eu3+。 • 究竟一个材料的发光光谱属于哪一类，这既与基质有关 ，又与杂质有关。
14
（3）发光的第三个特征是发光持续时间。
• 最初发光分为荧光及磷光两种。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。
• 瞬态光谱技术已经把测量的范围缩小到1ps(10-12s)以 下，最快的脉冲光输出已可短到8fs(1fs＝10-16s)， 荧光及磷光的时间界限已不清楚。
• 发光总是延迟于激发，
• 发蓝光的含Eu3+荧光粉
• 发绿光的离子是Tb3+。
Tb3+掺杂绿色荧光粉
蓝绿荧光粉末材料
20
• B）蓄光型发光材料也是光致发光材料中的重要一种 ，它更注意其发光的衰减规律和热释光性能。将蓄光 型发光材料可直接制成各种制品应用，如发光涂料、 塑料膜板、纤维、陶瓷和玻璃等。
稀土长余辉蓄光材料标示牌
• 发光二极管的发光效率也提高上千倍。现使用GaN基 材料的二极管，可发出高亮度的白光，在20mA的电流 下，发光强度达到2Cd，能作为强光源使用。
各色发光二极管
作为强光源使用的发光二极管
30
• 发光二极管最有前景的用途是照明。发光二极管照明 具有高效、节能、环保、寿命长、易维护等特点，被 认为是进入普通照明领域的一种新型固态冷光源。以 发光二极管为主的半导体照明被誉为是人类照明史上 继白织灯、荧光灯之后的又一次革命。
• 我们生活在光的世界里，整天都在和光打交道，白 天靠日光，黑夜靠灯光，夜间在野外可能还要靠星 光定方向。
• 要利用光，就要创造工具，就要有制造工具的材料 —光学材料。
太阳光
星光
灯光
4
• 自然界中存在一些天然或合成的光学材料，如我国的 夜明珠、发光壁；印度的蛇眼石、叙利亚的孔雀暖玉 等。这些材料具有奇异的发光现象，能在无光的环境 下放出各种色泽的晶莹光辉。由于这些光学材料稀有 ，因而被视为人间珍宝，其主要作用成了权力和财富 的象征。
舰用雷达显示屏
投影管
电视显像管
25
场致发光材料
• 半导体材料在外电场作用下，出现发光的现象称为场致 发光。
• 在一面电极为透明导电玻璃的平板式电容器中，放进几 十μm厚的混有介质的发光粉，然后在两个电极之间加上 约百伏的电压，就可从玻璃一面看到发光。
场致发光材料
场致发光玻璃饰品
26
• 场致发光材料在交流电压或直流电压作用下都可发光。 • 直流场致发光材料本身就是一个可传导电流的半导体， • 最常用的直流场致发光粉末材料有ZnS：Mn，Cu，亮度约
用途 示波管 双层显示波管 飞点扫描管 黑白显像管 黑白显像管 照明记录示波管 红外变像管 示波管 雷达指示管 彩色显像管 示波管 彩色显像管 彩色显像管 黑白显像管
23
• 使用阴极射线发光材料时，除考虑它的亮度及影响亮 度的几种因素外，还必须选择另外两个重要特性，发 光颜色及衰减。
• 飞点扫描管要求发光的上升及衰减都很快，约＜10-7s 。从发光中心看，Ce2+可满足这个要求，Y2SiO3：Ce、 Y3A15O12：Ce及它们的混合物的余辉约为10-7-10-8s。
21
阴极射线发光材料
• 阴极射线发光是 在真空中从阴极 出来的电子经加 速后轰击荧屏所 发出的光。发光 区域只局限于电 子所轰击的区域 附近：
扫描仪中的阴极射线管
22
阴极射线发光材料
材料组成 Zn2SiO4：Mn
ZnS：Ag ZnO：Zn (Zn，Cd)S：Ag ZnS：Ag ZnS：Ag，Ni Zn(S，Se)：Cu ZnS：Cu KMgF3：Mn ZnS：Ag ZnS：Ag，Cu Y2O3：Eu Y2O3S：Eu (Cd，Zn)S：Cu，Al
青铜镜
望远镜
6
• 光学材料在国民经济和人民生活中发挥重要作用。
• 最简单的例子，一副直径5厘米左右的光学眼镜片就 能消除眼疾给人带来的苦恼。
• 工农业生产、科学研究和人类生活等需要使用显微镜 、望远镜、经纬仪、照相机、摄像机等各种光学仪器 ，核心部分都是由光学材料制造的光学零件。
• 光学材料已成为社会必不可少的功能材料之一。
眼镜
望远镜
摄相机
7
• 光学材料是传输光线的材料，这些材料以折射、反 射和透射的方式，改变光线的方向、强度和位相， 使光线按预定要求传输，也可吸收或透过一定波长 范围的光线而改变光线的光谱成分。
• 光学材料包括光纤材料、发光材料、红外材料、激 光材料和光色材料等。
• 光纤材料已在信息材料中介绍，主要介绍余下的几 种光学材料。
夜明珠
珍珠
猫眼石
5
• 在春秋战国时期，墨子就研究了光的传播规律，接着 出现了最古老的光学材料—青铜反光镜。
• 17世纪，瑞士人纪南成功地熔制出光学玻璃，主要用 于天文望远镜。随后，欧洲出现了望远镜和三色棱镜 ，人工制造的光学玻璃成为主要光学材料。
• 19世纪和20世纪初是世界光学工业形成的主要时代， 以望远镜(包括天文望远镜和军用望远镜)、显微镜、 光谱仪以及物理光学仪器(包括很多种医用光学仪器) 四大类为主体，建立了光学工业。
纳米材料与新材料
Nanometer-Materials and New Materials （8）
材料科学与工程学院
2012年04月
第七讲 光学材料
Optical Materials
2
主要内容
发光材料 红外光学材料 固体激光材料
光色材料
3
前言
• 光充满着整个宇宙，各种星体都在发光：远红外光 、红外光、可见光、紫外光，以及X射线等。
• 使用得最多的发光材料是粉末状的多晶，其次是 单晶和薄膜。
• 根据发光的类型，可把发光材料分为光致发光材 料、阴极射线发光材料、X射线发光材料、场致发 光材料、发光二极管等。
荧光二极管
场致发光材料(ZnS：Cu，Mn)
18
光致发光材料
• 光致发光是指发光材料从较高能量的光辐射(如紫外光) 中得到能量，击发光子发光的现象，
• 发光二极管也可做成指示器和数字显示器，用于计算 机、广告、家用电器、车辆、交通信号及类似的仪表 的显示中。
照明用发光二极管
31
X射线激发发光材料
• 发光材料在X射线照射下可发生康普顿 效应，也可吸收x射线．它们都可产生 高速的光电子。光电子又经过非弹性碰 撞，产生第一代、第三代电子。当这些 电子的能量接近发光跃迁所需能量时， 就可以发出光。
光学材料
8
1、发光材料
9来自百度文库
发光现象
• 发光是物质将某种方式吸收的 能量转化为光辐射的过程，是 热辐射外的另一种辐射现象。
• 光子是固体中的电子在受激高 能态返回较低能态时发射出来 的 。 当 发 出 光 子 的 能 量 在 1.83.1eV时，便是可见光。
• 材料发光所需吸收的能量可从 较高能量的电磁辐射(如紫外光 )中得到，也可从高能电子或热 能、机械能和化学能中得到。
350Cd/m2，发光效率为0.5lm/W； • ZnS：Ag可以发出蓝光；(ZnCd)S：Ag可以发出绿光，改
变配比(ZnCd)S：Ag可以发出红光。 • 近年来还试用在CaS、SrS等基质中掺杂稀土元素的直流
场致发光材料。
蓝色场致发光材料 黄色场致发光材料 红色场致发光材料 27
• 交流场致发光的效率较高，可达15lm/W，场致发光的 研究和应用都以交流场致发光为主。
• 当前。薄膜场致发光材料最受人重视。它的机理和粉 末材料中的过程一样，只是它不需要介质．而且可在 高频电压下工作，发光亮度很高，发光效率也高，而 且寿命可达104h以上。
交流场致发光材料
发光材料
发光颜色
ZnS：Cu ZnS：Cu，Al ZnS：Cu，Mn (Zn，Cd) (S，Se)：Cu
浅蓝 绿 黄 橙红
13
（2）发光的第二个特征是它的强度。 • 发光强度是随激发强度而变的，通常用发光效率来
表征材料的发光能力。 • 发光效率也同激发强度有关， • 在激光未出现前，电子束的能量较高，强度也较大
，所以一股不发光或发光很弱的材料，在阴极射线 激发下则可发出可觉察的光或较强的光。激光出现 后，因为激光的强度可以＞107W/cm2，在它激发下很 容易引起发光。
发光颜色 绿
紫蓝 青白
黄 蓝 蓝 黄绿 黄绿 橙 蓝 黄绿 红 红 黄
相对亮度 >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95% >95%
10%余辉/ms <30 >0.5
<0.01 <1 <1
<0.05 <1 <2
>250 <1 <2 <1 <5 <1
极光现象
荧光现象
10
• 发光材料是指吸收光照，然后转化为光的材料。 • 发光材料的晶格要具有结构缺陷或杂质缺陷，材
料才具有发光性能。 • 结构缺陷是晶格间的空位等晶格缺陷，由其引起
的发光称为自激活发光。所以制备发光材料采用 合适的基质十分重要。 • 如果在基质材料中有选择地掺入微量杂质在晶格 中形成杂质缺陷，由其引起的发光叫激活发光， 掺入的微量杂质一般都充当发光中心，称为激活 剂。 • 实际应用的发光材料大多是激活型发光材料。
• A）光致发光材料主要是荧光粉。早期的荧光粉是MgWO4 与(Zn、Be)2SiO4：Mn2+。将这两种荧光粉进行混合，可 用于荧光灯中，涂在充满汞的玻璃管内侧。汞在电场作 用下放电产生紫外线，照射到荧光粉上，荧光粉吸收紫 外线的能量，将其转化为白光放出。
各色荧光粉
荧光灯
19
• 发 红 光 的 荧 光 粉 有 Y2O3 ： Eu3+，它可满足作为发红光 荧光粉的所有条件，
• 雷达显示屏要求长余辉，一般采用双层屏。在电子束 轰击下，电子束激发第一层材料ZnS：Ag，发出短余辉 的蓝光，它再激发第二层材料(Zn，Cd)S：Cu，Al，发 射长余辉的黄光。
倒车雷达显示屏
24
• 阴极射线发光材料可用于制备阴极射线管，具有广泛 的用途。阴极射线管可大量用于制造彩色电视机的显 像管，对人们的生活造成巨大影响。阴极射线管还可 用于示波器、雷达以及特殊要求的显示屏。发光亮度 高的阴极射线管则可用于投影管、飞机上的平视仪及 露天的大屏幕显示等。
发光光谱峰值/nm 455 510 580 650
28
发光二极管材料
• 发光二极管是辐射光的半导体二极管。施加正向电压 时，通过pn结分别把n区电子注入p区，p区空穴注入n 区，电子和空穴复合发光，把电能直接转换成光能。
• 发光二极管所用材料具有下述特性：
发光在可见光区，Eg≥1.8eV，λ≤700nm；
荧光现象
磷光夜明珠
15
• 在应用中硬性规定当激发停止时的发光亮度从J0衰减 到J0的10％时，所经历的时间为余辉时间。
• 由此发光材料可以划分为6个范围： • 极短余辉：＜1μs； • 短余辉：1-10μs； • 中短余辉：10-2-1ms； • 中余辉：1-100ms； • 长余辉：0.1-1s； • 极长余辉：＞1s。
材料容易作成n型及p型；
有效率高的发光中心或复合发光； 效率降到初始值一半的时间要大于105h，
发光二极管
材料要能生长成单晶，并能规模生产且价廉。
29
• 发光二极管和器件已经实现了红、橙、黄、绿、青、 蓝、紫七彩原色的生产和应用，并拓展到近红外和近 紫外范围，如发红光的GaAsP，发绿光的GaP等。
16
• 自然界中很多物质都或多或少的可以发光。比较有效 的发光材料中有无机化合物，也有有机化合物；有固 体、液体，也有气体。
• 从当代的显示技术所用的发光材料看，主要是无机化 合物，而且主要是固体材料，少数气体材料。
蝴蝶翅膀上的磷粉具有发光现象
磷光虾
17
• 固体材料中，又主要是禁带宽度比较大的绝缘体 ，其次是半导体。
11
• 材料发光时，吸收外界的能量，产生高能电子和空穴 ，它们经过相互碰撞，又产生能量较低的电子及空穴 。这个过程一直持续下去，直到电子的能量降到和发 光体禁带能量相匹配为止，期间发出光子产生光。
自然极光
半导体发光
12
• 发光的特征有三个： （1）发光材料的发光颜色彼此不同，都有它们各自特征
。选用不同的发光材料以得到各种发光颜色。已有发光 材料的种类很多，它们发光的颜色也足可覆盖整个可见 光的范围。材料的发光光谱可分为下列3种类型： • 宽带：半宽度一100nm，如CaWO4； • 窄带：半宽度一50nm，如Sr2(PO4)Cl：Eu3+； • 线谱：半宽度一0.1nm，如GdVO4：Eu3+。 • 究竟一个材料的发光光谱属于哪一类，这既与基质有关 ，又与杂质有关。
14
（3）发光的第三个特征是发光持续时间。
• 最初发光分为荧光及磷光两种。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。
• 瞬态光谱技术已经把测量的范围缩小到1ps(10-12s)以 下，最快的脉冲光输出已可短到8fs(1fs＝10-16s)， 荧光及磷光的时间界限已不清楚。
• 发光总是延迟于激发，
• 发蓝光的含Eu3+荧光粉
• 发绿光的离子是Tb3+。
Tb3+掺杂绿色荧光粉
蓝绿荧光粉末材料
20
• B）蓄光型发光材料也是光致发光材料中的重要一种 ，它更注意其发光的衰减规律和热释光性能。将蓄光 型发光材料可直接制成各种制品应用，如发光涂料、 塑料膜板、纤维、陶瓷和玻璃等。
稀土长余辉蓄光材料标示牌
• 发光二极管的发光效率也提高上千倍。现使用GaN基 材料的二极管，可发出高亮度的白光，在20mA的电流 下，发光强度达到2Cd，能作为强光源使用。
各色发光二极管
作为强光源使用的发光二极管
30
• 发光二极管最有前景的用途是照明。发光二极管照明 具有高效、节能、环保、寿命长、易维护等特点，被 认为是进入普通照明领域的一种新型固态冷光源。以 发光二极管为主的半导体照明被誉为是人类照明史上 继白织灯、荧光灯之后的又一次革命。
• 我们生活在光的世界里，整天都在和光打交道，白 天靠日光，黑夜靠灯光，夜间在野外可能还要靠星 光定方向。
• 要利用光，就要创造工具，就要有制造工具的材料 —光学材料。
太阳光
星光
灯光
4
• 自然界中存在一些天然或合成的光学材料，如我国的 夜明珠、发光壁；印度的蛇眼石、叙利亚的孔雀暖玉 等。这些材料具有奇异的发光现象，能在无光的环境 下放出各种色泽的晶莹光辉。由于这些光学材料稀有 ，因而被视为人间珍宝，其主要作用成了权力和财富 的象征。
舰用雷达显示屏
投影管
电视显像管
25
场致发光材料
• 半导体材料在外电场作用下，出现发光的现象称为场致 发光。
• 在一面电极为透明导电玻璃的平板式电容器中，放进几 十μm厚的混有介质的发光粉，然后在两个电极之间加上 约百伏的电压，就可从玻璃一面看到发光。
场致发光材料
场致发光玻璃饰品
26
• 场致发光材料在交流电压或直流电压作用下都可发光。 • 直流场致发光材料本身就是一个可传导电流的半导体， • 最常用的直流场致发光粉末材料有ZnS：Mn，Cu，亮度约
用途 示波管 双层显示波管 飞点扫描管 黑白显像管 黑白显像管 照明记录示波管 红外变像管 示波管 雷达指示管 彩色显像管 示波管 彩色显像管 彩色显像管 黑白显像管
23
• 使用阴极射线发光材料时，除考虑它的亮度及影响亮 度的几种因素外，还必须选择另外两个重要特性，发 光颜色及衰减。
• 飞点扫描管要求发光的上升及衰减都很快，约＜10-7s 。从发光中心看，Ce2+可满足这个要求，Y2SiO3：Ce、 Y3A15O12：Ce及它们的混合物的余辉约为10-7-10-8s。
21
阴极射线发光材料
• 阴极射线发光是 在真空中从阴极 出来的电子经加 速后轰击荧屏所 发出的光。发光 区域只局限于电 子所轰击的区域 附近：
扫描仪中的阴极射线管
22
阴极射线发光材料
材料组成 Zn2SiO4：Mn
ZnS：Ag ZnO：Zn (Zn，Cd)S：Ag ZnS：Ag ZnS：Ag，Ni Zn(S，Se)：Cu ZnS：Cu KMgF3：Mn ZnS：Ag ZnS：Ag，Cu Y2O3：Eu Y2O3S：Eu (Cd，Zn)S：Cu，Al
青铜镜
望远镜
6
• 光学材料在国民经济和人民生活中发挥重要作用。
• 最简单的例子，一副直径5厘米左右的光学眼镜片就 能消除眼疾给人带来的苦恼。
• 工农业生产、科学研究和人类生活等需要使用显微镜 、望远镜、经纬仪、照相机、摄像机等各种光学仪器 ，核心部分都是由光学材料制造的光学零件。
• 光学材料已成为社会必不可少的功能材料之一。
眼镜
望远镜
摄相机
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• 光学材料是传输光线的材料，这些材料以折射、反 射和透射的方式，改变光线的方向、强度和位相， 使光线按预定要求传输，也可吸收或透过一定波长 范围的光线而改变光线的光谱成分。
• 光学材料包括光纤材料、发光材料、红外材料、激 光材料和光色材料等。
• 光纤材料已在信息材料中介绍，主要介绍余下的几 种光学材料。
夜明珠
珍珠
猫眼石
5
• 在春秋战国时期，墨子就研究了光的传播规律，接着 出现了最古老的光学材料—青铜反光镜。
• 17世纪，瑞士人纪南成功地熔制出光学玻璃，主要用 于天文望远镜。随后，欧洲出现了望远镜和三色棱镜 ，人工制造的光学玻璃成为主要光学材料。
• 19世纪和20世纪初是世界光学工业形成的主要时代， 以望远镜(包括天文望远镜和军用望远镜)、显微镜、 光谱仪以及物理光学仪器(包括很多种医用光学仪器) 四大类为主体，建立了光学工业。
纳米材料与新材料
Nanometer-Materials and New Materials （8）
材料科学与工程学院
2012年04月
第七讲 光学材料
Optical Materials
2
主要内容
发光材料 红外光学材料 固体激光材料
光色材料
3
前言
• 光充满着整个宇宙，各种星体都在发光：远红外光 、红外光、可见光、紫外光，以及X射线等。
• 使用得最多的发光材料是粉末状的多晶，其次是 单晶和薄膜。
• 根据发光的类型，可把发光材料分为光致发光材 料、阴极射线发光材料、X射线发光材料、场致发 光材料、发光二极管等。
荧光二极管
场致发光材料(ZnS：Cu，Mn)
18
光致发光材料
• 光致发光是指发光材料从较高能量的光辐射(如紫外光) 中得到能量，击发光子发光的现象，
• 发光二极管也可做成指示器和数字显示器，用于计算 机、广告、家用电器、车辆、交通信号及类似的仪表 的显示中。
照明用发光二极管
31
X射线激发发光材料
• 发光材料在X射线照射下可发生康普顿 效应，也可吸收x射线．它们都可产生 高速的光电子。光电子又经过非弹性碰 撞，产生第一代、第三代电子。当这些 电子的能量接近发光跃迁所需能量时， 就可以发出光。
光学材料
8
1、发光材料
9来自百度文库
发光现象
• 发光是物质将某种方式吸收的 能量转化为光辐射的过程，是 热辐射外的另一种辐射现象。
• 光子是固体中的电子在受激高 能态返回较低能态时发射出来 的 。 当 发 出 光 子 的 能 量 在 1.83.1eV时，便是可见光。
• 材料发光所需吸收的能量可从 较高能量的电磁辐射(如紫外光 )中得到，也可从高能电子或热 能、机械能和化学能中得到。
350Cd/m2，发光效率为0.5lm/W； • ZnS：Ag可以发出蓝光；(ZnCd)S：Ag可以发出绿光，改
变配比(ZnCd)S：Ag可以发出红光。 • 近年来还试用在CaS、SrS等基质中掺杂稀土元素的直流
场致发光材料。
蓝色场致发光材料 黄色场致发光材料 红色场致发光材料 27
• 交流场致发光的效率较高，可达15lm/W，场致发光的 研究和应用都以交流场致发光为主。
• 当前。薄膜场致发光材料最受人重视。它的机理和粉 末材料中的过程一样，只是它不需要介质．而且可在 高频电压下工作，发光亮度很高，发光效率也高，而 且寿命可达104h以上。
交流场致发光材料
发光材料
发光颜色
ZnS：Cu ZnS：Cu，Al ZnS：Cu，Mn (Zn，Cd) (S，Se)：Cu
浅蓝 绿 黄 橙红