稀土发光材料应用领域的新进展

探讨了稀土发光材料在各应用领域的作用机理、研制开发及科技进展 ,并指出了它广阔的发展前景     

稀土掺杂材料的上转换发光

稀土掺杂材料的上转换发光是实现光波频率转换的重要途径,也是稀土掺杂发光材料研究的重要内容。本文从介绍与上转换相关的基本概念出发,阐述了稀土离子上转换发光的发展历史;对稀土离子掺杂材料的能量传递、激发态吸收、合作敏化、合作发光、双光子吸收激发及光子吸收雪崩等上转换发光机制进行了概述,并对各机制进行了比较;对不同稀土离子掺杂体系中上转换发光的机制进行了总结;对以往研究的稀土掺杂上转换发光材料的基质,包括粉体材料、晶体材料、非晶材料进行了概括;最后对影响稀土离子上转换发光效率的因素进行了分析,提出了在上转换发光材料的设计中应重点考虑基质对泵浦光及上转换发射光的吸收、基质材料的声子能量、稀土离子的掺杂方案及泵浦途径等因素。     

稀土/高分子杂化发光材料的研究

用SiO2为无机组份和以与SiO2具有相似折射率和优良力学性能的丙烯酸类如甲基丙烯酸甲酯（MMA）和甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA），在交联剂3－（三甲氧基硅）丙基甲基丙烯酸酯（MSMA）存在下，快速制备了两种杂化基质材料SiO2/P(MMA-MSMA)和SiO2/P(HEMA-MSMA)。分别以盐酸和六次甲基四胺作为酸性催化剂和碱性催化剂，建立了快速制备透明凝胶的两步溶胶－凝胶法，大大缩短了溶胶的成胶时间，所得杂化材料具有良好的光学透明性，利用此方法制备了掺杂稀土配合物的多种发光杂化材料。采用组装的方法，得到了稀土配合物与层次化合物α－磷酸氢锆（α－ZrP)及中孔分子筛材料MCM－41的组装体，并对所制备的杂化材料进行了表征。另外，将稀土配合物通过共价键嫁接于无机SiO2基质中，得到了含有稀土配合物的分子杂化材料。     

稀土发光和光谱理论的研究进展

简述了近20多年以来我们在稀土发光和光谱理论方面所做的主要工作、取得的进展和成果。包括:(1)关于(4f)^N组态内单光子跃迁强度:推广Judd-Ofelt三参量公式,在其中计入"J混合"(偶宇称晶场成分造成的)导致的修正;澄清了国际上关于Judd-Ofelt全参量公式中"静力学项"和"动力学项"相对正负号的争论(仍为负号)。(2)关于(4f)^N组态内双光子过程强度:提出直接计算强度方法(放弃缔合近似,利用Ce³⁺的5d和左邻RE³⁺的(4f)^N能级-波函资料,近似模拟出最重要的虚中间组态(4f)^N-15d的能级-波函结构)来讨论和改进Judd-Ofelt缔合近似。(3)固体中声子辅助的稀土离子间能量传输理论:发现HLO理论关于单声子过程中的"干涉相消"实际只适合于对角过程,而非对角过程则是"干涉相加",因而,后者首要的是单声子而非双声子过程;同时,用"晶体格波模"取代"Debye模"描述能量传输中的声子,给出了新模型下计算对角和非对角过程速率等物理量的整套公式。并由之看出:波矢q=0和对应色散曲线扁平段的光学声子对单声子非对角过程速率有完全不能忽略的贡献,这些都不同于或超出于HLO理论。(4)提出和发展了分析指认4f-5d跃迁光谱的简单理论模型,用能量和跃迁强度同时进行近似拟合,成功地分析指认了从(4f)³到(4f)¹³离子在几种基质中的4f→5d吸收(激发)谱,也成功用于若干5d→4f辐射谱。(5)对跃迁的初末晶场态同时引用有效自旋哈密顿描述稀土离子间超交换作用,成功地解释了低温10 K时立方结构的纯稀土冰晶石晶体Cs₂NaLnCl₆(Ln=Er,Yb)等的吸收谱中0声子线(量级为几个cm^-1)的精细分裂。     

脉冲强磁场下稀土材料的发光行为研究

脉冲强磁场具有峰值磁场强及扫场速度快的特点,在一个磁场脉冲内可获得从零场到最高磁场强度的全部数据,因而测量结果具有较高的精确度和对比度。稀土发光材料因具有发光谱线丰富、发光效率高的特点,在照明、显示和传感等领域有着广泛的应用。在强磁场作用下,稀土发光材料展现出发光强度和颜色可调的特征,在磁场传感、磁场标定和磁控发光器件等方面有重要应用价值。文章利用武汉国家脉冲强磁场科学中心磁光测量装置,系统地研究了铒、铕等稀土元素掺杂的发光材料在脉冲强磁场作用下的发光光谱、发光强度以及精细能级结构等特征随磁场变化的规律,初步探索了脉冲强磁场下的磁光谱在晶体结构分析、能级结构确定、磁场标定以及磁场传感等方面的应用。     

稀土离子激活长余辉发光材料的最新研究进展

长余辉发光材料是一种新型储能材料。评述了基质组成和制备技术对长余辉发光材料发光特性的影响;介绍了黄绿光、蓝光和红光长余辉材料的最新研究进展和获得长余辉发光的关键因素,即结构缺陷形成的陷阱态和稀土掺杂的作用,并对长余辉发光材料今后的研究和应用做出了展望。     

低价稀土卤化物相图和高效率发光材料的研制与开发

本文介绍了REX2-AX二元体系低价化合物相图研究及其对合成三元低价稀土卤化物的指导作用。根据Kutscher的阴阳离子库仑引力的经验规律，对REI2-AX体系相图初步进行了分类，并确定了生成化合物的K值界限。对相图上存在的化合物的性质、价态和结构进行了研究、开发与应用。实验证明，低价稀土碘化物具有很好的发光特性，是高效率的发光材料，而且有些低价稀土碘化物具有优良的导电性。     

第6届全国稀土发光材料学术研讨会第一轮通知

根据第5届全国稀土发光材料学术研讨会议的决定:第6届全国稀土发光材料学术研讨会将由中国稀土学会发光专业委员会和中国物理学会发光分会联合主办,由南昌大学承办。该会议初步定于2008年4月下旬或5月中旬在南昌举行。会议将邀请荧光材料、节能灯及半导体发光与白光照明等领域的院士、知名专家、学者和企业家作专题报告,举办新产品新材料展示和推介会。交流近年来在稀土发光基础和应用基础研究及高新技术产业化等方面所取得的进展和成果。推出新的节能照明光源和发光材料,旨在推动我国稀土发光科技和应用的发展,预计有来自我国两岸三地(大陆…     

协同发光效应及机理探讨

在研究共存离子对稀土配合物荧光强度影响时发现,许多稀土和非稀土离子在一定浓度范围内可对配合物的荧光产生增强效应.这种现象与协同萃取类似,我们将其命名为“协同发光效应”.本文采用激光诱导荧光光谱法,研究了十四种稀土离子对Eu、Sm-TTA-Phen-Triton X-100体系和Eu、Sm-DBM-CPB体系的协同发光效应.并从稀土离子的化学性质,光谱能级和所形成配合物的化学结构和空间结构等方面综合考虑,提出协同发光机理.拟定出用于痕量铕和钐测定的薪的超高灵敏度分析方法.     

2018年4期电子期刊

稀土有机配合物具有优异的发光性能,但其内在缺陷如较低的稳定性和较差的加工性等则限制了它们的实际应用。离子液体稳定性和溶解性能均较好,将稀土配合物和离子液体结合可以有效地弥补上述不足,同时可以赋予材料更多奇特和优异的性能,从而增强它们的实用性。本文主要介绍了一些典型的含离子液体和稀土配合物的发光材料体系,阐明了离子液体在这些体系中的地位及作用,并对这类材料未来的应用及发展前景作了展望。     

联苯乙烯类蓝色发光材料DPVBi的合成及发光性质研究

合成了联苯乙烯类蓝色有机发光材料DPVBi[4，4′-二(2，2-二苯乙烯基)-1，l′-联苯]，用^1H-NMR，IR，元素分析等方法对其结构进行了表征。以DPVBi作发光层制备了电致发光器件，其结构为：ITO／CuPc／NPB／DPVBi/Alq3／LiF／Al，研究了器件的电致发光性质。器件最高亮度达4 373cd/cm^2，最大流明效率为1．24 lm／w，在20mA／cm^2电流密度驱动下的亮度为434cd／cm^2，CIE色坐标为x=0．15，y=0．16，器件的蓝色发光具有较好的色纯度。重点对器件发光色度的稳定性进行了研究，结果表明，随电流密度(4～4 000mA／cm^2)的变化，器件色度具有很好的稳定性。     

Coal Pitch Derived Yellow-Emissive Carbon Dots and Their Application in Luminescent Solar Concentrators

Using coal pitch as the carbon source to synthesize carbon dots (CDs), one of the most promising photoluminescence (PL) materials, can play an important role in the global demand for carbon neutralization. However, the reported CDs derived from coal pitch are mainly limited blue emission. Here, a new route to synthesize yellow-emissive CDs from coal pitch is developed by extracting the lightweight aromatic compounds from coal pitch and solvothermally treating the extracts in dichloromethane in the presence of a small amount of nitric acid and sulfuric acid. Notably, the obtained CDs exhibit excitation independent yellow emission, large Stokes shift and good photostability. The application of the CDs for luminescent solar concentrators (LSCs) is evaluated. It is found that the CDs can be well dispersed in polymethyl methacrylate (PMMA) matrix and fabricated transparent LSCs. The synthesized LSC (4 × 4 × 0.2 cm³) with the optimal CDs concentration exhibits an optical conversion efficiency (η_opt) of 3.31% and power conversion efficiency (η_PCE) of 1.95% under simulated sun light illumination (100 mW cm⁻²). This research offers a new strategy to synthesize new kind of CDs with desired performance by exploiting the native chemistries of coal pitch.     

分析指认固体中稀土离子4f-5d跃迁光谱的简单模型

概要介绍和总结最近由段昌奎等人提出,并经发展扩充的用以分析指认固体中稀土离子f-d跃迁光谱的简单模型,以及对Nd³⁺、Sm³⁺、Eu³⁺、Eu²⁺、Tb³⁺、Ho³⁺、Er³⁺的f-d激发光谱及Nd³⁺的d-f辐射谱的成功应用。也论及值得进一步研究的其他离子的f-d谱。