稀土化学与稀土材料.ppt

) 复合发光?　 发光过程中经过电离（电子脱离母体或发光中心），电子同电离中心复合而发光（双分子过程）。 这类发光多见于半导体，它受到激发后，掺杂离子或基质离子都可能被电离。 复合发光取决于能带结构。掺杂半导体中发光又与杂质引进的能级位置有关。 当外界激发源的作用停止后，固体发光仍能维持一段时间，称为余辉。 固体发光激发方式主要有以下几类 ① 射线的激发。可分为： ()电磁波激发包括光频、 射线及γ射线等各个波段的电磁波都可激发发光体。 ()粒子激发主要是带电粒子，如电子、质子及离子等轰击发光体形成的激发。 ② 电激发。在发光体内直接将电能转换为光能。电致发光一般要求发光体有足够的导电性。  ③ 化学发光。化学反应中释放出来的能量也可在一定条件下激发材料，使材料发光。 ④ 摩擦发光及结晶发光。这是在机械压力下晶体破裂所引起的闪光及晶体从溶液或熔体中生长时的发光。 ⑤ 生物发光。在生物体内由于生命过程中的变化所产生的发光。 发光有两个基本特征: 任何物体在一定温度下都有热辐射，发光是物体吸收外来能量后所发出的总的辐射中超出热辐射部分； 当外界激发源对固体的作用停止后，发光还延续一段时间，称为余辉。不同材料在不同激发方式下的发光过程可以很不相同，但有一个共同点：都是固体从高激发态到低激发态（特别是基态）的电子跃迁中释放能量的一个方式。 固体发光的原理 晶体的基本特征是微粒按一定的规律呈周期性的排列。在晶体内部原子间存在着较强的相互作用，这导致了原子能级的变化。这种变化主要表现为形成了许多相近能级组成的共同能级，它们在能量坐标上占有一定的宽度，这种我们称为能带。 能带可以分成价带和导带。 价带是指基态下晶体未被激发的电子所具有的能量水平，或者说在正常状态下电子占据价带。 导带对应于激发态下晶体中被激发电子所具有的能量水平。被激发的电子占据导带，可以在晶体内自由流动成为自由电子。 在价带和导带之间还存在一个禁带。电子只能在导带和价带之间跃迁，而不能在禁带中滞留。 ?固体发光的光谱一般为带状谱，不同的激活剂会产生不同的光谱带。即使同一种激活剂的原子在晶格中占据不同位置时，可产生几个发光中心和相应的光谱带。 磷光的衰减规律是固体发光的另一个重要特性，磷光体在受激和发射之间常常存在一系列中间过程，这些中间过程很大程度上决定于物质的内在结构，并集中表现在磷光的衰减特性上 。故研究磷光衰减规律对了解物质结构和发光机制具有重要理论意义。 在实用上，磷光衰减较快的称短余辉磷光体，衰减较慢的称长余辉磷光体，各用在不同场合。 据激发方式固体发光可分几种： ?①光致发光 ，发光材料在可见光 、紫外线或射线照射下产生的发光。发光波长比所吸收的光波波长要长。 这种发光材料常用来使看不见的紫外线或 射线转变为可见光 ，例如日光灯管内壁的荧光物质把紫外线转换为可见光 ， 对射线或γ射线也常借助于荧光物质进行探测。另一种具有电子陷阱（由杂质或缺陷形成的类似亚稳态的能级，位于禁带上方）的发光材料在被激发后，只有在受热或红外线照射下才能发光，可利用来制造红外探测仪。 稀土电致发光材料 电致发光 有机薄膜电致发光 无机电致发光 粉末型 交流、直流 薄膜型 交流、直流 ②场致发光，又称电致发光，是利用直流或交流电场能量来激发发光。场致发光实际上包括几种不同类型的电子过程。 一种是物质中的电子从外电场吸收能量，与晶格相碰时使晶格离化，产生电子空穴对 ，复合时产生辐射 ；也可以是外电场使发光中心激发，回到基态时发光，这种发光称为本征场致发光。 还有一种类型是在半导体的结上加正向电压，区中的空穴和区中的电子分别向对方区域注入后成为少数载流子，复合时产生光辐射，此称为载流子注入发光 ，亦称结型场致发光。 ③阴极射线致发光，以电子束使磷光物质激发发光，普遍用于示波管和显像管，前者用来显示交流电波形，后者用来显示影像。 稀土阴极射线发光材料 稀土红色荧光粉 稀土绿色荧光粉 稀土蓝色荧光粉 稀土元素的光谱 光谱学是光学的一个分支学科，它主要研究各种物质的光谱的发生及其同物质之间的相互作用。光谱是电磁辐射按照波长的有序排列，根据实验条件的不同，各个辐射波长都具有各自的特征强度。 ? 通过光谱的研究，人们可以得到原子、分子等的能级结构、能级寿命、电子的组态、分子的几何形状、化学键的性质、反应动力学等多方面物质结构的知识。但是，光谱学技术并不仅是一种科学工具，在化学分析中它也提供了重要的定性与定量的分析方法。 根据研究光谱方法的不同，习惯上把光谱学区分为发射光谱学、吸收光谱学与散射光谱学。 发射光谱可以区分为三种不同类别的