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第九章 发光材料 发光材料的种类繁多，应用广泛。按激发方式发光材料可以分为（5类）： （1）光致发光材料：发光材料在光（通常是紫外光、红外光和可见光 ）照射下激发发光。 （2）电致发光材料：发光材料在电场或电流作用下的激发发光。 （3）阴极射线致发光材料：发光材料在加速电子的轰击下的激发发光。 （4）热致发光材料：发光材料在热的作用下的激发发光。 （5）等离子发光材料：发光材料在等离子体的作用下的激发发光。 第九章 发光材料 一、材料的发光机理 1. 分立中心发光 发光中心：发光体内部在结构中能发光的分子。 分立中心发光：发光材料的发光中心受激发时并未离化，即激发和发射过程发生在彼此独立的、个别的发光中心内部的发光。 这种发光是单分子过程，并不伴随有光电导，故又称为“非光电导型”的发光。 分立中心发光有自发发光和受迫发光两种。 第九章 发光材料 一、材料的发光机理 1. 分立中心发光 （l）自发发光 受激发的粒子如电子，受粒子内部电场作用从激发态A而回到基态G时的发光，叫自发发光。 发光的特征：与发射相应的电子跃迁的几率基本上决定于发射体内的内部电场，不受外界因素的影响。 第九章 发光材料 一、材料的发光机理 1. 分立中心发光 （2）受迫发光 发光特征：发射过程分为两个阶段。受激发的电子出现在受激态M上时，从状态M直接回到基态G上是禁阻的。 在M上的电子，一般也不是直接从基态 G 上跃迁来的，而是电子受激后，先由基态G跃迁到A，再到M态上，M 这样的受激态称为亚稳态。 第九章 发光材料 一、材料的发光机理 1. 分立中心发光 （2）受迫发光 第九章 发光材料 一、材料的发光机理 2. 复合发光 发光材料受激发时分离出一对带异号电荷的粒子，一般为正离子（空穴）和电子，这两种粒子在复合时便发光，叫复合发光。 离化的带电粒子在发光材料中漂移或扩散，从而构成特征性光电导，所以复合发光又叫“光电导型”发光。如铜和银激活的硫化锌（ZnS·Cu和ZnS·Ag）是典型的“光电导型”磷光体。 短复合发光过程：复合发光在一个发光中心上直接进行。电子脱离发光中心后，又回来与原来的发光中心复合而发光，呈单分子过程，电子在导带中停留的时间较短，不超过10-10s。 长复合发光过程：大部分复合发光是电子脱离原来的发光中心后，在运动中遇到其他离化了的发光中心复合发光，呈双分子过程，电子在导带中停留的时间较长。 第九章 发光材料 二、发光材料的发光特征 1. 颜色特征 不同的发光材料有不同的发光颜色。已有发光材料的种类很多，发光的颜色足可覆盖整个可见光的范围。 材料的发光光谱（又称发射光谱）分为三种类型： 宽带：半宽度～100nm，如 CaW04； 窄带：半宽度～5Onm，如 Sr(P04)3Cl:Eu3+； 线谱：半宽度 ～O.1nm，如 GdV04:Eu3+。 究竟一个材料的发光光谱属于哪一类，与基质有关，也与杂质有关。随着基质的改变，发光的颜色也可改变。 第九章 发光材料 二、发光材料的发光特征 2. 发光强度特征 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本领。 发光效率有三种表示方法：量子效率、能量效率及光度效率，发光效率也同激发强度有关。 量子效率：发光的量子数与激发源输入的量子数的比值。 能量效率：发光的能量与激发源输入的能量的比值。 流明效率：发光的流明数与激发源输入的能量的比值 （lm/W）。 第九章 发光材料 二、发光材料的发光特征 2. 发光强度特征 在光激发的情况下，发光材料的量子效率可高达90％以上。有的器件效率很高，但亮度不大，这是因为输入的能量受到限制。 3. 发光持续时间特征 最初的发光分为荧光及磷光两种。 荧光：在激发时发出的光。 磷光：在激发停止后发出的光。 瞬态光谱技术的发展，现在对荧光和磷光不严格区别。荧光和磷光的时间界限不清楚。但必须指出，发光总是延迟于激发的。 第九章 发光材料 二、发光材料的发光特征 3. 发光持续时间特征 余辉时间 发光的衰减规律常常很复杂，很难用一个反映衰减规律的参数来表示，所以在应用中就硬性规定当激发停止时的发光亮度L衰减到Lo的10%时，所经历的时间为余辉时间，简称余辉。 如人眼能感觉到余辉的长发光期间者为磷光，人眼感觉不到余辉的短发光期间者为荧光。 现在，根据余辉时间的长短，可以划分六个范围： 第九章 发光材料 二、发光材料的发光特征 3. 发光持续时间特征 （1）极短余辉：余辉时间＜1μs的发光； （2）短余辉：余辉