第2章灯用发光材料剖析.ppt

为 180℃下水热反应 14 小时后的 Y0.95Eu0.05VO4 薄膜样品的 SEM图，a、b、c 为微米棒阵列样品的不同放大倍数 SEM 图；d、e、f为花状结构样品的不同放大倍数 SEM 图。 从底片上刮去后的微米棒和花状结构微米晶的 TEM 图；插图为相应的选区电子衍射图 为 180 ℃下水热反应4个小时(a, b)和6个小时(c,d) 后的 Y0.95Eu0.05VO4 薄膜样品的 SEM 图 以尿素和柠檬酸为络合剂，180℃ 下水热反应 14 个小时后的 YVO4:Eu 薄膜样品的 SEM 图(a)尿素（[金属离子]：[尿素 = 1：6]）;(b) 柠檬酸（[金属离子]：[柠檬酸 = 1：1]） 光致发光材料主要特性测量 吸收光谱 反射光谱 发射光谱 激发光谱 荧光寿命 色品坐标 发光效率 吸收光谱 当光照射到发光材料上时，一部分被反射、散射，一部分透射，剩下的被吸收。只有被吸收的这部分光才对发光起作用。但是也不是所有被吸收的光的各个波长都能起激发作用。研究哪些波长被吸收，吸收多少，显然是重要的。 吸收系数kλ随波长（或频率）的变化，叫吸收光谱。 发光材料的吸收光谱，首先决定于基质，而激活剂和其他杂质也起一定的作用，它们可以产生吸收带或吸收线。 多数实用得发光材料都是粉末状，是由微小的晶粒组成的。这对精确测量吸收光谱造成很大的困难。 反射光谱 反射光谱，是反射率Rλ随波长（或频率）的变化。而所谓反射率，是指反射光的总量（因为既然是粉末，漫反射就很强，这里指的是漫反射）和入射光的总量之比。 通过材料的反射光谱来估计由微小的晶粒组成的粉末状发光材料对光的吸收。 激发光谱 激发光谱是指发光的某一谱线或谱带的强度随激发光波长（或频率）的变化。由此可知，激发光谱反映不同波长的光激发材料的效果。激发光谱的横轴代表所用的激发光波长，纵轴代表发光的强弱，可以用能量或发光强度表示。 激发光谱表示对发光起作用的激发光的波长范围，而吸收光谱（或反射光谱 ）则只说明材料的吸收，至于吸收以后是否发光，那就不一定了。把吸收光谱（或反射光谱）和激发光谱相互比较以后，就可以判断哪些吸收对发光是有用的，哪些是不起作用的。 发射光谱 发光材料的发射光谱，指的是发光的能量按波长或频率的分布，许多发光材料的发射光谱是连续的谱带，分布在很广的范围。 发光中心的结构决定发射光谱的形成。因此，不同的发光谱带，是来源于不同的发光中心，因此又具有不同的性能。 荧光寿命 处在发射荧光的高能级的粒子，经过一段时间就会向低能级跃迁而发射荧光，这段时间是随机的，它的平均值称为荧光寿命。它表现为激发停止后，荧光衰减到起始发光强度的1/e所经历的时间。 激发停止后；发光强度随时间而降低的现象叫发光的衰减。这时的发光叫余辉。 色品坐标 实验发现，人眼的视觉响应应取决于红、绿、蓝三分量的代数和，即它们的比例决定了彩色视觉，而其亮度在数量上等于三基色的总和。这个规律称为 Grassman 定律。 颜色可由红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色相加而得。 在颜色方程中﹐因有C=R+G+B﹐将配色方程变形为(C)= R/C (R)+ G/C (G)+ B/C (B)﹐由此可以看出三原色的刺激值在总颜色的刺激值(R+G+B)中所占的比例﹐取决于三刺激值的相对量。 令r=R/(R+G+B)﹑g=G/(R+G+B)﹑b=B/(R+G+B)﹐称为色品坐标(相对三色系数)。 发光效率 发光效率是发光体把受激发时吸收的能量转换为光能的能力。它是表征发光体功能的重要参量，可有三种表示方法，即功率效率（或能量效率）、光度效率（或流明效率）及量子效率。 功率效率ηP是指发光体输出的发射功率P0与输入的激发功率Pi（光功率、电子束功率、电注入功率等）之比:ηP=P0/Pi，是一个无量纲的小于1的百分数。 光度效率η1是发光体的发光通量Ф(以流明为单位)和激发功率Pi之比，η1=φ/Pi，单位为流明／瓦。 量子效率ηq是指发光体发射的光子数N0与激发时吸收的光子数Ni之比:ηq=N0/Ni，是一个无量纲的数值。 真空紫外荧光光谱仪的结构、功能 闪耀光栅 平面型光栅，无论是透射式的还是反射式的，j=0级的色散为零，但该衍射级的能量却是最大的。 干涉的零级光谱不占据光强最大的位置，而是另外的j≠0的谱线处于中央主极大处。 稳态：激发光谱、发射光谱 瞬态：衰变曲线、时间分辨光谱 激发源波长连续可调，覆盖120-900nm 发射可测200-900nm 稀土发光材料具有为数众多的激励方式 ?热释光（TL） ?光激励发光（PSL） ?上转换 高能光子（?射线，X射线，真空紫外）→ 高能粒子（质子，电子，中子，?，? 粒子）→