无机固体光致发光材料与应用

第1章 概述 1

第2章 发光机制 6

2.1 原子的结构 6

2.1.1 单电子原子的运动状态 6

2.1.2 多电子原子的电子组态 11

2.2 原子光谱 13

2.2.1 多电子原子的状态和光谱项符号 14

2.2.2 由电子组态确定光谱项 16

2.2.3 原子能级图 22

2.3 光的吸收 25

2.3.1 吸收光谱及位形坐标图 25

2.3.2 基质晶格的影响 30

2.3.3 离子的能级图 32

2.4 辐射跃迁 38

2.4.1 辐射跃迁的位形坐标模型 38

2.4.2 发光中心 42

2.5 非辐射与能量传递过程 51

2.5.1 非辐射弛豫 52

2.5.2 温度猝灭效应 53

2.5.3 弱耦合系统中的非辐射过程 54

2.5.4 中等及强耦合系统中的非辐射过程 59

2.5.5 能量共振传递模型和Dexter公式 60

2.5.6 浓度猝灭 62

2.5.7 交叉弛豫 64

2.5.8 发光敏化 64

参考文献 65

第3章 无机发光材料的制备 66

3.1 高温固相法 66

3.1.1 高温固相法的过程和特点 66

3.1.2 影响固相反应的因素 67

3.1.3 高温固相法制备无机发光材料 68

3.2 溶液法制备无机发光材料 70

3.2.1 沉淀法 70

3.2.2 溶胶-凝胶法 72

3.2.3 高分子网络凝胶法 75

3.2.4 水热法和溶剂热法 77

3.2.5 微乳液法 81

3.3 无机发光材料其他合成方法 86

3.3.1 微波合成法 86

3.3.2 超声波化学法 89

3.3.3 组合化学法 92

参考文献 100

第4章 荧光粉性能测试方法 102

4.1 颗粒特征的测试 102

4.1.1 颗粒的形状、尺寸及分布 102

4.1.2 粒径测量方法 106

4.2 荧光粉发光性能的测试 117

4.2.1 发射和激发光谱 117

4.2.2 反射和吸收光谱 135

4.2.3 发光的瞬态特性 139

4.2.4 发光效率 142

4.2.5 数据的处理 144

4.2.6 真空紫外光谱的测试 148

4.2.7 热释光谱 151

参考文献 153

第5章 荧光灯用光致发光材料 154

5.1 引言 154

5.2 荧光灯的结构和工作原理 154

5.3 荧光灯用光致发光材料的基本性能要求 156

5.4 荧光灯用光致发光材料的开发和现状 157

5.5 几种典型荧光灯用光致发光材料的发光机理 160

5.6 展望 167

参考文献 167

第6章 真空紫外发光材料 169

6.1 简介 169

6.2 等离子显示器 171

6.3 无汞荧光灯 174

6.4 真空紫外发光材料 176

6.4.1 稀土离子的VUV区能级 177

6.4.2 真空紫外发光材料 180

参考文献 200

第7章 长余辉发光材料及其应用 202

7.1 引言 202

7.2 长余辉发光材料的分类 202

7.2.1 硫化物长余辉发光材料 202

7.2.2 硫氧化物长余辉发光材料 203

7.2.3 碱土铝酸盐长余辉发光材料 204

7.2.4 硅酸盐长余辉发光材料 206

7.2.5 其他无机长余辉发光材料 207

7.3 长余辉发光材料的发光机理 207

7.3.1 空穴转移模型 208

7.3.2 位形坐标模型 209

7.3.3 能量传递模型 210

7.3.4 热致发光模型 211

7.4 长余辉发光材料的应用 212

7.4.1 在塑料工业中的应用 212

7.4.2 在涂料工业中的应用 212

7.4.3 在陶瓷工业中的应用 212

7.4.4 在玻璃工业中的应用 213

7.4.5 其他应用 213

7.5 展望 213

参考文献 214

第8章 白光LED用光致发光材料 215

8.1 白光LED基础知识 215

8.1.1 LED的概念 215

8.1.2 LED的发光原理及特点 215

8.1.3 白光LED的制备方式和基本参数 216

8.1.4 白光LED的分类 219

8.1.5 白光LED的应用及技术难点 220

8.2 光转换型白光LED 220

8.2.1 蓝光转换型荧光粉 221

8.2.2 近紫外光转换型荧光粉 222

8.3 主流白光LED发光材料 223

8.3.1 铈（Ⅲ）掺杂钇铝石榴石 223

8.3.2 硅酸盐发光材料 229

8.3.3 硅基氮／氮氧化物白光LED用发光材料 235

8.4 展望 242

参考文献 242

第9章 上转换发光材料 244

9.1 简介 244

9.1.1 上转换发光 244

9.1.2 上转换发光的研究历史及现状 244

9.2 上转换基质材料的分类和掺杂离子的选择 246

9.2.1 基质材料的分类 246

9.2.2 掺杂离子的选择 247

9.3 上转换发光机制 249

9.3.1 上转换发光机制介绍 249

9.3.2 上转换发光基本理论 253

9.3.3 影响上转换效率的因素 255

9.4 上转换材料的应用 256

9.4.1 激光技术 256

9.4.2 防伪技术 257

9.4.3 显示技术 257

9.4.4 在生物方面的应用 257

参考文献 259

第10章 量子点光致发光材料 261

10.1 量子点的性质 261

10.2 量子点的分类 263

10.2.1 化学溶胶量子点 263

10.2.2 自组织量子点 263

10.3 量子点的发光机理和荧光性质 264

10.3.1 量子点的发光机理 264

10.3.2 量子点的荧光性质 265

10.4 量子点的制备方法 265

10.4.1 金属有机相合成法 265

10.4.2 水相合成法 266

10.4.3 量子点的表面修饰 266

10.5 量子点应用 267

10.5.1 量子点在生物医学中的应用 267

10.5.2 量子点在LED中的应用 268

参考文献 269