稀土发光材料技术和市场现状及展望

全面分析了新型节能绿色照明及平板显示用稀土发光材料研究及产业发展状况,特别总结了三基色节能灯照明、半导体照明、液晶显示背光源以及等离子平板显示用稀土发光材料的种类、性能、制备技术及产业状况。指出我国在半导体照明、液晶显示背光源、等离子显示等高端稀土发光材料领域核心知识产权缺乏、市场占有率低,在灯用三基色荧光粉等领域存在制备技术落后、发光效率低、稳定性差等问题。最后,展望了我国稀土发光材料下一步的研发和产业重点和发展趋势。     

近红外量子剪裁研究进展

目前,发光材料在信息、显示、照明、国防等领域得到了极其广泛的应用．随着人们对发光和发光材料基本科学问题的认识及其广阔而不可替代的应用前景的驱动,发光和发光材料领域在过去100年间迅速发展．量子效率大于1的发光及光功能材料有望在高效发光、等离子体平板显示、高效光纤激光器、高效太阳能光电池等领域得到广泛应用．深入研究光子材料的激发与发光、能量传递与转换、敏化发光与光放大等物理和光学基本科学问题,不但有益于揭示光子材料的一些新现象、新规律,而且将为光子材料与器件的设计与研制奠定理论和方法基础．本文概述了近红外量子剪裁的发展及其材料和相关机理的最近研究进展,主要包括稀土离子单掺体系双光子和三光子级联发射近红外量子剪裁、稀土离子对共掺体系近红外量子剪裁下转换．此外,本文还讨论了量子剪裁及其材料体系的应用、面临的挑战和未来的发展方向．     

稀土发光材料理论计算方法研究现状

稀土发光材料在激光、照明、显示、辐射探测等众多领域起着至关重要的作用,建立相应的微观理论对于稀土发光材料的进一步发展和应用有着重要的科学意义。然而,由于4f电子复杂的多组态特征和很强的相对论效应,使得对稀土发光性质的理论研究到目前为止主要集中在经验或半经验模型的层面上,不依赖于任何经验信息的第一性原理方法仍然面临很大的挑战。尽管如此,稀土发光材料的第一性原理计算近年来也取得了重要的进展。在波函数方法方面,发展了相对论多电子离散变分和基于嵌入簇模型的多组态从头算方法等适合于镧系掺杂材料的方法;密度泛函理论方法也被越来越多地应用于这类材料的电子结构计算,并发展出了约束占据数、限制性开壳层Kohn-Sham等针对特殊类型激发态的近似计算方法。本文回顾了传统晶体场理论和Dorenbos经验模型对稀土发光微观机制的描述,梳理总结了针对稀土发光性质的第一性原理计算方法的最新发展和应用,并对未来可能的发展方向提出展望。     

稀土发光的视角探讨固体中热致离子迁移行为

固体中离子的热致迁移/扩散行为不仅影响材料制备、加工和性能,而且还是决定器件寿命的关键因素之一,特别是在高功率激光放大和高功率激光显示等领域。固体中离子在器件或激光热效应下的迁移是短程的、无规则运动,并与点缺陷密切相关。现有的分析手段并不能简单快捷、原位地表征光功能材料中热致离子迁移行为。综述了在稀土掺杂的光功能材料中利用稀土离子自身的发光来探索离子的迁移行为和材料微结构的变化。第一部分先概述了Er~(3+)离子变温上转换发光与热激活的离子迁移间的关联及其证据,包括离子迁移的起始温度、离子跳跃距离及发光响应距离的估算;第二部分概述Er~(3+)上转换发光响应热致离子迁移行为的阐释;第三部分探讨了热激活离子迁移导致的材料性质变化如热导等与相应的Er~(3+)发光的变化,以及探测光源热效应对材料的影响;第四部分展示了其相关的潜在应用;最后对本领域作简单总结并展望未来在某些固体化学基础问题研究中的应用。     

稀土与光——纪念2015年为国际光年

综述了稀土与光及基于光技术的关系和发展过程,以及稀土离子的光学特性及其在不同波长的电磁波频谱中(红外、可见、紫外、真空紫外、X射线、α,β,γ射线、中子等高能粒子)的应用。目前已形成了从稀土光学材料的制备,到照明、显示、成像、医疗、激光、通讯、传输、探测器、剂量器和存储器等各个环节的光学产业链。我国丰富的稀土资源将在发展光技术与光学产业中发挥重大的作用。     

高流明密度激光照明用光转换材料

激光白光光源具有亮度高、响应速度快和传输距离远等优点,在汽车照明、显示、工业照明及高铁舰船等远程照明领域获得广泛应用。然而,随着流明密度不断增加,对光转换材料提出了更高的要求。本文对激光照明用粉体、单晶、玻璃、陶瓷等光转换材料的国内外研究进展进行了综述;简要分析了当前光转换材料温度猝灭现象的主要原因;提出了实现高流明密度激光照明应用所需要解决的关键问题,最后对其发展趋势进行了展望。     

层状稀土氢氧化物杂化发光材料研究进展

层状稀土氢氧化物(LRHs)是一类具有二维层状结构的新型无机层状功能材料.由于LRHs具有可变的组成、丰富的插层化学行为以及稀土离子特有的荧光性质等优点,因此是一种很有发展潜力的新型发光功能材料.本文综述了层状稀土氢氧化物杂化发光材料的研究进展,探讨了主客体间相互作用对其光物理性质及稳定性的影响,为实现层状稀土氢氧化物杂化发光材料在光学器件领域(LED照明和光纤维等)及生命分析领域的应用提供了重要的理论依据.     

稀土配合物杂化发光材料的组装及光物理性质研究进展

稀土配合物兼具无机物稳定性好以及有机物荧光量子效率高的优点,而且具有可设计性,制备简便,容易修饰,荧光性质优异（发射谱带窄、色纯度高、荧光寿命长、量子产率高以及发射光谱范围覆盖可见和近红外光区等）．但配合物的光、热、化学稳定性和机械加工性能相对较差,因而限制了其在很多领域中的实际应用．近年来的研究表明,将稀土配合物引入到各种基质材料中可以改善其稳定性及机械加工性能,并对其光物理性质产生调制作用．根据基质材料的不同,杂化材料可分为无机基质、无机／有机复合基质及有机基质杂化材料．本文综述了这些不同基质稀土配合物杂化发光材料的研究进展,探讨了主客体间相互作用对杂化材料光物理性质及稳定性的影响,为实现稀土配合物杂化发光材料在光学器件领域（LED照明、光纤维、光学放大器及激光等）及生命分析领域的应用提供了重要的理论依据．     

稀土上转换纳米发光材料研究进展

上转换纳米发光材料(UCNPs)是一种能在长波长光激发下发出短波长光的发光材料.在较多的研究中UCNPs在980 nm红外光激发下,能发出不同颜色的可见光,可以显著提高信噪比,所以UCNPs在三维立体显示、上转换激光器、红外探测、防伪识别、生物检测等诸多领域都具有广阔的应用前景.从稀土上转换纳米发光材料的基质和稀土离子及其光学性能方面概述了近几年稀土上转换纳米发光材料的研究进展.     

稀土无机发光材料:电子结构、光学性能和生物应用

目前,稀土无机发光材料在激光、光通讯、平板显示、荧光生物标记和纳米光电子器件等领域具有广泛的应用前景.稀土离子(从Ce到Yb)是一类性能优异的结构和光谱探针,其在不同介质材料中的光学性能主要取决于其局域态的电子结构和激发态动力学.对稀土发光材料开展深入的光学和光电子学基础研究有助于发现新颖的光学性能或开辟新的应用领域.依托研制的低温高分辨激光光谱和上转换量子产率等仪器,本课题组致力于稀土无机发光材料电子结构与性能研究,近年来在发光材料的控制合成、电子结构、光学性能及生物应用等方面取得了系列重要结果.这些研究有望加快实现稀土无机发光材料在生物应用的突破,实现稀土资源的高值利用.     

稀土磁光材料在信息存储中的应用

稀土磁光信息存储材料集磁记录与光记录于一体,具有极大的法拉弟增强效应,高的存储密度,反复可擦写功能和抗毁伤性,使其成为下一代磁光存储及紫蓝域信息存储媒体的佼佼者.本文就几种稀土磁光材料的发展历史、特性及应用特点作了详尽叙述,并对相关领域最新研究成果、新颖制备方法和未来潜在的应用给予论述.     

稀土/L型沸石主-客体发光功能材料的研究进展

沸石微孔晶体材料作为客体功能物种的主体材料在主-客体组装化学中发挥着越来越重要的作用,在微型激光器、非线性光学、生物成像、光放大及光显示等高技术领域已显示出广阔、诱人的发展前景.本文介绍国内外,特别是河北工业大学在稀土/L型沸石主-客体杂化功能材料的组装、结构及其发光性能的研究工作,具体包括：稀土有机配合物在L沸石孔道内的组装、L型沸石-有机高分子透明杂化发光材料的制备及稀土有机配合物诱导控制的L型沸石自组装等.此外,本文对稀土/L型沸石主-客体杂化发光功能材料的研究进行了展望.     

近红外稀土荧光在功能材料领域的研究进展

稀土近红外荧光材料具有特征发射峰尖锐、光稳定性好和毒性低等特点。近年来,稀土近红外荧光材料在光纤通讯、激光系统、生物分析传感器及生物成像等方面的应用价值日渐突显,引起了研究者们的极大关注。特别是稀土近红外荧光材料已发展成一种新兴的荧光标记材料,并有希望替代有机染料和量子点应用于生物分析和医学成像。基于稀土近红外发光的荧光探针具有低自荧光背景、宽斯托克斯位移、强抑制光漂白、深层穿透组织和短暂分辨的优势,有潜力成为高灵敏度、高选择性的检测手段。利用稀土离子制备的各种荧光材料,如上转换纳米晶、介孔材料、脂基胶体、离子液体、离子胶体、金属有机框架等,由于荧光敏化机理不同,其近红外荧光性能也各有千秋。然而,稀土近红外荧光的真正挑战仍是提高近红外发光的量子效率。本文结合近红外荧光领域的最新进展,综述了不同的稀土近红外荧光设计思路,介绍了各种近红外稀土荧光功能材料,阐述了稀土离子在近红外荧光功能材料中的优势,并展望了稀土近红外荧光材料的发展前景。     

近红外发光稀土配合物及杂化材料研究进展

稀土因其特殊的物理和化学性质,在信息技术、能源技术、生物技术等高科技领域及国防建设等方面都起着非常重要的作用,中国作为稀土大国,十分重视对稀土材料的研究和开发。稀土离子近红外发光(750～1700 nm)在激光和光纤通讯、医学诊断、免疫分析等热门领域的潜在应用,受到了科研人员的极大关注。稀土离子本身发光极弱,通过分子内传能有机配体可以敏化稀土离子发光,但稀土配合物常受外界干扰,其稳定性较差,若将其与凝胶、介孔材料、离子液体等无机基质复合,得到具有良好光、热稳定性和化学稳定性的有机/无机杂化材料。总结了近些年来近红外发光稀土配合物及近红外发光稀土杂化材料的研究进展,并对其发展前景进行了展望。     

稀土硫化物的制备与应用

稀土硫化物是一类新型功能材料,具有复杂的晶体结构和独特的光、电、磁性能,可作为无毒环保颜料、新能源材料以及光催化材料等.此外,稀土硫化物在热电材料、磁性材料等领域有着广阔的应用前景,成为近些年的研究热点.本文介绍了近年来稀土硫化物在制备方法、晶体结构调控、复合结构构筑等方面的研究进展,并结合本课题组在该领域的工作,重点关注了稀土硫化物在无机颜料、新能源和光催化等应用领域的突破,探讨了稀土硫化物结构和性能的构效关系以及性能增强改性的策略,并对稀土硫化物的研究中存在的问题进行了概述,对其未来发展进行了展望.     

有机发光晶体管的关键材料和器件研究※

有机发光晶体管(organic light-emitting transistor, OLET)是一种变革性的小型化有机光电器件, 其在同一器件中集成了场效应晶体管和发光二极管的两种器件功能, 在材料的基础物性研究、新型柔性显示/照明、有机电泵浦激光以及片上集成光电子器件等方面都具有着重要的研究意义. OLET独特的器件结构及工作模式使其对核心的关键材料和器件制备提出了新的要求, 而高性能OLET器件的构筑需要从材料和器件两个方面同时进行优化与改善. 近五年作者课题组和合作者在全面调研和分析OLET领域整体研究背景和存在基本科学问题基础上, 聚焦于高迁移率发光有机半导体关键材料的开发和高效OLET器件(线光源和面光源发光模式)的构筑两个方面开展了初步的探索性研究, 发展了系列特别是基于蒽和芴的高迁移率发光/激光有机半导体材料, 构筑了高性能的单组分有机单晶OLET器件和新型平面OLET面光源发射显示器件, 为进一步推动OLET及其相关领域发展奠定了重要的材料和器件研究基础.     

影像科学与光化学(原名感光科学与光化学)

<正>本刊主要刊登影像科学和光化学领域的研究成果,同时刊登有关信息科学及信息材料,包括信息储存和记录、信息的处理和加工及信息显示材料等;光/电化学及光电子技术,包括光/电转换及储存材料、电光材料、非线性光学材料、纳米材料、电致发光材料及器件研究以及化学和物理发光等领域;光生物,     

芴类蓝光生色团在合成有机电致发光材料中的应用

有机电致发光技术在通信、信息、显示和照明等领域显现出巨大的商业应用前景, 十几年来一直是光电信息领域的研究热点之一。相对于无机电致发光材料,有机电致发光材料具有许多优点。芴作为一种具有刚性平面联苯结构的化合物,由于具有宽的能隙、高的发光效率和结构上易于修饰等特点,已成为一类受到各方关注的蓝光生色团。因此,芴类蓝光生色团在合成高效稳定电致蓝光材料、聚芴β相结构的调整、多功能化、主体材料、白光材料、有机激光及有机纳米发光材料等方面得到了广泛的应用。本文从材料合成的角度综述了芴类蓝光生色团在合成有机电致发光材料方面所取得的最新研究进展,讨论了芴类蓝光生色团在上述领域应用过程中所存在的问题和功能拓展方向,并对下一步需要研究的热点问题做了展望。     

稀土高新功能材料

在现代科学中,稀土元素在材料科学中的应用,使得材料科学取得了重大进展,出现了一批性能优越的稀土高功能材料,极大地推动了科学的进步和世界经济的发展。本文系统地介绍了稀土元素在高新功能材料中的应用,主要有稀土永磁材料、稀土食氢材料、稀土超志材料、稀土激光材料。２１世纪,稀土功能材料的应用领域将更加广泛。     

离子交换引发的稀土异质核壳纳米晶

<正>稀土离子具有丰富的4f电子,在光学、磁学和催化等领域体现出了广阔的应用前景,被赋予"工业维生素"的美誉~(1,2)。以六方相(b-)NaLnF_4为代表的稀土氟化物纳米晶是优异的上转换发光材料,能够在近红外激光的激发下产生紫外和可见发射光,具有光发射稳定、反斯托克斯位移大、谱带窄和发光寿命长等特点,在防伪、激光和生物诊疗等方面引起了广泛关注~(3,4)。通过核壳结构