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文档简介

1稀土发光材料

组员：许宇梦毛小青吴叶倩任珺哲2一.固体的发光

某一固体化合物受到光子、带电粒子、电场或电离辐射的激发，会发生能量的吸收、存储、传递和转换过程。如果激发能量转换为可见光区的电磁辐射，这个物理过程称为固体的发光。34

发光材料由基质和激活剂组成，在一些材料中，还搀入其它杂质离子来改善发光性能。

基质：作为材料主体的化合物；

激活剂：作为发光中心的少量搀杂离子。5

发光是一种宏观现象，但它和晶体内部的缺陷结构、能带结构、能量传递、载流子迁移等微观性质和过程密切相关。6二.固体发光与晶体内部结构

晶体中的能带有价带、导带、禁带。但是，在实际晶体中，可能存在杂质原子或晶格缺陷，局部地破坏了晶体内部的规则排列，从而产生一些特殊的能级，称为缺陷能级。7作为发光材料的晶体，往往有目的地搀杂其它杂质离子以构成缺陷能级，它们对晶体的发光起着关键作用。8发光是去激发的一种方式。晶体中电子的被激发和去激发互为逆过程。

被激发和去激发可能在价带、导带和缺陷能级中任意两个之间进行。9

被激发和去激发发生的过程如下：①价带与导带之间；②价带与缺陷能级之间；③缺陷能级与导带之间；

④两个不同能量的缺陷能级之间。10电子在去激发跃迁过程中，将所吸收的能量释放出来，转换成光辐射。

辐射的光能取决于电子跃迁前后所在能带(或能级)之间的能量差值。11在去激发跃迁过程中，电子也可能将一部分能量转移给其它原子，这时电子辐射的光能小于跃迁前后电子所在能带(或能级)的能量差。12三.发光过程固体发光的物理过程示意图如下：其中，M表示基质晶格；A和S为搀杂离子；并假设基质晶格M的吸收不产生辐射。13这时，基质晶格M吸收激发能，传递给搀杂离子，使其上升到激发态，它返回基态时可能有以下三种途径：14四.稀土发光材料的分类①稀土离子作为激活剂在基质中，作为发光中心而掺入的离子称为激活剂。15可以作为激活剂的稀土离子主要是Gd3+两侧的Sm3+、Eu3+、Eu2+、Tb3+、Dy3+。其中应用最多的是Eu3+和Tb3+。16Tb3+是常见的绿色发光材料的激活离子。另外，Pr3+、Nd3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Y3+可作为上转换材料的激活剂或敏化剂。17五.灯用发光材料稀土发光材料的一大应用领域便是电光源，灯用荧光粉的产量在所有荧光粉中占据首位。⑴电光源主要分为两大类：①热辐射发光光源；②气体放电发光光源。18热辐射发光光源19气体放电发光光源20与热辐射光源相比，气体放电光源具有显著的优点，例如，不受灯丝熔点的限制；辐射光谱可以选择；发光效率远远超过热辐射光源；寿命长，可达几万小时；而且在使用寿命期间光输出的维持性能好。

21六.稀土发光材料在气体放电光源领域的应用范围22紧凑型荧光灯23特殊用途荧光灯—防爆荧光灯24高显色荧光灯--55WP型日光灯管25荧光高压汞灯26金属卤化物灯

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