单钨酸盐掺杂稀土离子发光性能.pptx

单钨酸盐掺杂稀土离子的发光特性
01
研究背景
Part One
02
基本原理
Part Two
03
研究进展
Part Three
04
总结
Part Four
材料物理与化学
潘永漫
三种原理制成白光LED的性能比较
技术原理
优点
缺点
A
红、绿和蓝三基色LED混合配光
光效高,显色性好,颜色可控便于调节,能较好适于环境气氛。
完全混光困难,会在工作间不稳定,装置较复杂,成本偏高。
B
蓝光LED激发黄色荧光粉或激发绿和红荧光粉
光效较高,制备简单,温度稳定性好,显色性较好,结构紧凑单一。
产品的一致性差,颜色随角度变化。
C
紫外或紫外光LED激发特殊的三基色荧光粉
结构紧凑单一,发光色彩均匀,良好的颜色性,制备简便。
温度稳定性差,不同LED之间有色差、显色性差。
研究背景
Part One
01
目前, 世界各国商业化, 规模化生产的主要是荧光转换型WLED, 即在LED芯片上涂敷荧光粉, 通过荧光粉将LED 芯片发出的较短波长的光(如蓝光、近紫外光)转变成波长较长的可见光(如红光、绿光、蓝光等), 的发展有着非常重要的作用. 用于WLED 的荧光粉多为稀土无机材料。
研究背景
Part One
01
董婷婷. 白光LED用稀土荧光粉体的制备及发光性能研究[D]. 吉林大学, 2014.
稀土
稀土发光材料环保节能,色彩显示性能好,寿命长
稀土元素是指在元素周期表里镧(La)到镥(Lu)15 种元素和第Ⅲ族副族元素钪(Sc)、钇(Y)共 17 种元素。主要研究的发光的稀土离子有:镧(La)、镝(Dy)、钕(Nd)、铈(Ce)、铥(Tm)、铕(Eu)、铽(Tb)、钐(Sm)、钇(Y)、钆(Gd)、镨(Pr)等。
钨酸盐
化学稳定性好,光学、电学、磁学性能优异,耐腐蚀、无毒
钨酸盐是一种自激活发光材料,具有发光和结构特性,其在磷光体、放射强度闪烁计数材料、激光器基质材料以及荧光材料方面的应用也逐渐被开发出来。
荧光材料
以钨酸盐作为基质、稀土离子作为激活剂的发光材料,获得高效的荧光粉
01
研究背景
Part One
02
基本原理
Part Two
发光材料的主要组成部分为基质和激活剂,同时,可以通过掺杂共激活剂、敏化剂、共敏化剂和电荷补偿剂等提高发光材料的发光效率;有时候实验过程中会加入助熔剂来改善合成条件,使合成条件更温和;对于发光性质的表征来说,最基本的有效表征参数有吸收光谱、激发光谱、发射光谱、荧光寿命、相关色温和显色指数等。主要研究的是光致发光材料。
发光(Luminescence):在外界能量激发下,发光材料吸收能量,从基态(稳定态) 跃迁至激发态(非稳定状态),然后再返回到基态的过程中,其中一部分能量以光的形式释放出来。
基质(Host):在发光材料中,起到禁锢激活离子和吸收能量的作用被称为基质,基质是发光材料的主体化合物。
激活剂(Activator):在发光材料中,激活剂是发光材料的发光中心,虽然含量较少,但是激活剂是发光材料不可缺少的一部分,一般和基质或者本身离子之间有能量传递过程。
光致发光材料
上转换发光材料
不遵守Stokes定律的发光材料,它的发光基于多光子过程效应。长波长的光(红外光)转换为中波长的光(可见光)。
长余辉发光材料
激发结束后如果发光体还持续发光,并超过10-8S。用于节能材料。
荧光灯用粉
将紫外光转化为可见光
光致发光是指,在光照射物质后,物质的晶格受到激发引起该物质发光的现象。
光致发光材料按照其余辉长度或者吸收波长的不同再分类,比如常见的长余辉发光材料,上转换发光材料,荧光灯用粉体以及荧光染料等,它们之间没有明显的界限。
钨酸盐的种类
单钨酸盐
混合二价金属钨酸盐
卤钨酸盐
是一种指基质中只有一种碱土元,就是MW04(M=Mg,Zn,Ca,Sr,Ba等)
A5R(WO4 )4 ( A为碱金属离子, R为稀土离子)是一类高稀土浓度和化学计量的基质发光和激光材料。
就是基质里含卤素。
稀土离子发光的本质稀土离子的 4f 电子在不同能级之间的跃迁,由于跃迁返回时产生能量差,这些能量差的一部分以发光的形式释放出来。稀土离子4f 轨道的复杂性和多样性造就了其吸收光谱和发射光谱的多样性和可能性。多样的光谱信息反映了不同化合物的组成、价态和结构,为设计和合成具有特定性质的发光材料提供了有利的依据。
电子轨道的跃迁
Chen X P, Xiao F, Ye S, et al. ZnWO 4 :Eu 3+, nanorods: A potential tunab