长余辉发光材料研究进展

自从20世纪初发现长余辉现象以来，长余辉材料的发展取得了长足进展。从长余辉现象的发现到20世纪90年代，性能最好的长余辉材料为金属硫化物体系长余辉材料。从1992年起，新型铝酸盐长余辉材料的发展十分迅速，它的发光强度、发光时间、化学稳定性都较第一代长余辉材料有很大改进，长余辉材料的发展进入了一个新的阶段。在铝酸盐体系实现了蓝紫、蓝绿、黄绿、黄橙色发光，其中的蓝绿、黄绿两种长余辉材料是目前发光性能最好的长余辉材料。在硅酸盐体系蓝色长余辉材料发光强度及发光时间大大超过铝酸盐体系蓝紫色长余辉材料，是另一类极有前途的新型长余辉材料。红色长余辉材料的发展也取得了很大进步，目前在多个体系实现了红色自发光。性能最好的红色长余辉材料发光亮度达到CaS类红色长余辉材料的6倍以上，余辉时间达6-8小时。长余辉材料的应用研究也进展迅速。     

高分子长余辉发光材料研究进展

高分子长余辉发光材料具有无定态结构、可加工性能好、发光寿命长、成本低廉等优点,对拓展纯有机长余辉发光材料的应用具有重要意义。为了实现高分子发光材料的长余辉发射,当前主要是利用杂原子或者重原子的自旋轨道耦合作用,提高单/三线态激子间的系间窜越能力;高分子基质中的氢键、卤键、离子键等分子内和分子间相互作用为磷光基团提供刚性环境,抑制其三线态激子的非辐射跃迁和猝灭。基于此,本文综述了近年来高分子长余辉发光材料的研究进展,以及在未来发展过程中面临的机遇与挑战。     

基于长余辉材料的激光书写和显示

本文给出了长余辉材料一个新的用途,研制了一台以长余辉材料为屏幕的激光书写显示装置,可以人为控制激光笔在余辉材料上随意书写文字、画图并显示.该装置利用单片机和步进电机控制两组轴镜在不同方向的转动,从自己建立的开源矢量图库中调用相关图片,使激光光束在长余辉材料上进行二维矢量的扫描,完成文字书写和绘图显示.用VASP(Vienna abinitio simulation package)软件计算出长余辉材料Mn(H_2PO_4)_2的能级结构,测试了SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)和Mn(H_2PO_4)_2的余辉强度衰减曲线,便于调整样机电机的书写速度,测试了Mn(H_2PO_4)_2的反射谱和拉曼谱,其拉曼峰值在625,769和1049 nm及远红外.通过理论和实验研究,掌握了与相应长余辉材料匹配的激发最佳激光波段.制作样机后得到英文、中文、图像的实时书写和显示结果.本装置犹如一只无形的"笔"在纸上挥舞,流畅书写绘画,书写过程配上音乐颇具观赏性,该装置可应用于商业广告显示、动态标语书写、教学投影辅助设备、舞台效果、新型艺术表现形式等领域.     

稀土元素掺杂长余辉发光材料研究的最新进展

介绍了长余辉材料的历史和近几年的发展.对长余辉材料中的一些问题,如余辉机理等进行了总结和探讨.从稀土元素变价化学的角度出发讨论了稀土离子在长余辉材料中的作用,介绍了长余辉材料设计的一些想法.提出了对长余辉材料今后发展的看法.     

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。     

用单光子计数系统测量长余辉材料的发光

本文介绍了单光子计数技术的基本原理,并通过对长余辉发光材料余辉衰减的测量,说明了单光子计数在精确测量弱光衰减过程中的优点。     

新型硅酸盐长余辉发光材料

首次在硅酸盐体系中发现了余辉时间长达10h以上的高亮度长余辉现象,并采用高温固相法合成了一系列硅酸盐长余辉发光材料。研究发现：Eu^2 ,Ln共激活的镁黄长石结构的焦硅酸盐化合物和镁硅钙石结构的硅酸盐化合物的余辉发光性能最好。研究了各发光材料的光谱特征、长余辉性能,测量了各发光材料的激发光谱和发射光谱以及余辉衰减曲线。同时研究了其应用性能,并测量了发光材料的热释光谱,x射线粉末衍射图谱,确定了发光材料的晶格类型。     

Pr3+掺杂红色长余辉发光材料研究进展

Pr3+掺杂长余辉发光材料因其稳定高效的红色持久性发光而备受关注.近年来,Pr3+掺杂红色长余辉发光材料的基础研究和应用探索均取得了长足的进步.本文总结了Pr3+离子发光特性与电荷迁移带位置的关系,概述了最近报道的发光材料体系,讨论了余辉性能的优化途径,介绍了相关材料在信息加密、交流发光二极管(AC-LED)、生物成像...     

长余辉发光玻璃研究进展

介绍了长余辉发光玻璃的研究历程与进展，从长余辉发光玻璃的发展过程、发光机理、制备方法和发展现状等方面进行了分析，并对长余辉发光玻璃研究中存在的一些问题和发展方向提出了一些见解。     

热释光谱研究长余辉发光材料的陷阱能级

介绍了热释光剂量计和热释光的基本原理。通过测量长余辉发光材料的热释光谱,并采用一阶动力学近似,可以量化分析长余辉发光材料中的陷阱能级的深度、电荷密度等参数,并可以讨论陷阱能级与长余辉性能的关系,深入理解长余辉过程。     

三价镧系离子掺杂的Cd3Al2 Ge3O12的长余辉发光

系统地研究了三价镧系离子在Cd3Al2Ge3O12基质中的长余辉发光。总结了余辉性能与激活离子电负性的关系。研究发现该体系中易失电子的激活离子产生的余辉效果较好。在254nm紫外光激发下,基质和所有镧系离子(Pm除外)掺杂的样品都有发光和余辉。按照发光和余辉性质的不同可以将激活离子分为三类：Pr^3 、Tb^3 和Dy^3 等是有特征余辉发光的离子;Eu^3 和Sm^3 等是有特征发射,但没有特征余辉发光的离子;Ce^4 、La^3 、Nd^3 以及其他是没有特征发光的镧系离子。长余辉的产生是由缺陷引起的。由于Cd^2 离子在高温下容易挥发,基质中存在大量的Cd^2 离子空位,这种空位可以作为俘获电子的陷阱。同时为了补偿Cd^2 所产生的正电荷,在Cd^2 离子空位周围会有相应的负离子空位产生,比如氧离子空位。这种补偿作用的存在使得基质本身的缺陷种类和数量十分丰富,使得该体系的余辉性能比较优越。     

长余辉发光粉Ba1-xCaxAl2O4:Eu2+, RE3+的发光特性及光谱分析

采用高温固相法制备了长余辉发光粉Ba1-xCaxAl2O4:Eu^2 ,RE^3 (RE^3 =Dy^3 ,Nd^3 ),测量了其发射光谱、激发光谱、余辉衰减光谱和热释光谱,分析了其发光特性。在紫外线的激发下样品的发射波长随着x的变化而变化,x从0到0．6的范围变化时,发射波长相应地从498nm减小到440nm,当x大于0．6以后,波长保持440nm不再变化。通过XRD光谱对其结构进行了分析,得出Ca离子在BaAl2O4基质中有极限溶解度x0=0．4,当x大于0．4时,基质结构中出现杂相。通过热释光谱,对基质中的陷阱情况进行了分析,解释了由于x值的不同而造成的余辉时间长短的差异。     

快速溶胶-凝胶法制备SrAl2O4：Eu^2＋,Dy^3＋绿色长余辉荧光粉及表征

建立一种快速溶胶-凝胶法制备长余辉材料的方法。以柠檬酸,硝酸锶,硝酸铝及硝酸铕等为原料,实现了该法的快速制备过程。研究结果表明,通过改进可使该法制备铝酸锶长余辉材料的时间缩短至12h以内,X射线粉末衍射,扫描电镜,光谱分析等表明,使用该方法与传统溶胶-凝胶法制备的样品其性能基本一致。     

白色长余辉材料CaxMgSi2O5+x：Dy3+系列的发光性能

制备并研究了一系列具有白色长余辉的钙镁硅酸盐材料,Ca_xMgSi₂O_5+x:Dy³⁺(x=1,2,3)。在紫外激发的发射谱中观察到来自Dy³⁺的4f组态内发射:对应⁴F_9/2→⁶H_15/2跃迁的蓝色发射(480nm)以及对应⁴F_9/2→⁶H_13/2跃迁的黄色发射(575nm)。低压汞灯(254nm)辐照后产生的长余辉光谱成分与发射谱相同,蓝光与黄光的混合组成白色光。对所研究的大部分样品,白色长余辉发射持续时间超过1h。研究了发射光强度对Dy³⁺浓度的依赖以及黄光与蓝光强度比与Dy³⁺掺杂浓度之间的关系,发现不同的基质有不同Dy³⁺浓度的依赖关系。室温以上的热释光谱表明所研究材料在室温以上具有丰富的热释光峰,因此有潜力进一步改善其长余辉性能。结合实验结果和以往研究,简要讨论了这一类材料的陷阱来源和长余辉发射机理。     

Mn-Mg共掺杂AlON荧光粉制备及荧光性质

采用固相反应法成功合成了一系列Mn-Mg共掺的Al₂₃O₂₇N₅荧光粉。结果显示煅烧条件和Mn的掺杂浓度对Mn-Mg共掺的AlON荧光粉的制备和发光性质都有重要影响。获得纯相AlON的温度从未掺杂的1 900 ℃下降到10% Mn和10% Mg(摩尔分数)共掺杂的1 800 ℃。晶格参数随着Mn掺杂浓度升高而增加,说明Mn进入了AlON晶格中。未掺杂和Mg单掺以及10% Mn和10% Mg共掺杂样品的发射光谱都含有一个350～600 nm之间的宽带发射。绿光发射归属于Mn的3d电子之间的传输。蓝光发射可能与杂质或Al空位相关。     

白光LED荧光粉层的光学设计及研究

荧光粉粒子浓度的优化设计是改善白光LED颜色品质和流明效率的重要手段。通过光学仿真方法可以分析荧光粉层不同粒子浓度对LED光强分布和色度均匀性的影响。仿真结果表明,随着荧光粉粒子浓度的增加,荧光粉层对蓝光的散射和吸收增强,LED的流明效率增大,光强分布逐渐变均匀,光斑的色度由蓝光逐渐向白光转变。当荧光粉的粒子浓度为105/mm3时,LED的光强分布最均匀,接近朗伯余弦分布。此时,LED光斑的色度坐标接近等能白光源,色度均匀性的空间分布较好。     

Sr3SiO5:Eu2+和Sr3SiO5:Eu2+, Dy3+荧光粉的黄色长余辉性质

用高温固相法制备了Sr3SiO5:Eu2 和Sr3SiO5:Eu2 , Dy3 荧光粉.在紫外光辐照后, Sr3SiO5:Eu2 和Sr3SiO5:Eu2 , Dy3 荧光粉具有明亮的黄色长余辉,源于Eu2 的4f65d - 4f7的跃迁.紫外光激发停止后,Sr3SiO5:Eu2 的余辉时间是4 h以上.余辉衰减曲线和热释光曲线说明了引入Dy3 离子可以产生大量的深陷阱和浅陷阱.产生的深陷阱使余辉时间延长到6 h以上.由热释发光曲线,根据热释光的通用级公式拟合了陷阱深度.Sr3SiO5:Eu2 和Sr3SiO5:Eu2 , Dy3 荧光粉是有应用前景的黄色长余辉材料.