長余輝發(fā)光材料的燃燒法制備及其發(fā)光性質(zhì)研究.pdf

1、長余輝發(fā)光是指當激發(fā)光源切斷后仍能持續(xù)發(fā)光的現(xiàn)象。自20世紀初長余輝發(fā)光現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)以來，長余輝發(fā)光材料取得了長足的發(fā)展，它的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，可涵蓋工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們生活的許多方面。近年來，人們開始探索將長余輝發(fā)光材料應(yīng)用于儲能顯示、太陽能光電轉(zhuǎn)換、光電子信息、生命科學和宇宙航空等領(lǐng)域。因而長余輝發(fā)光材料有著廣闊的應(yīng)用和開發(fā)前景，對未來科學技術(shù)的發(fā)展有一定的影響，但目前人們對該體系材料發(fā)光機理等一些重要問題的研究上仍處于探索之中，所以對它

2、的進一步研究開發(fā)具有重要的科學意義和實際意義。 本文首先綜述長余輝材料的研究現(xiàn)狀、制備方法、發(fā)光機理以及余輝機理模型，并在此基礎(chǔ)上提出研究思路和方向，確定研究的內(nèi)容和目的。采用非常有應(yīng)用前景的燃燒法制備不同顏色的長余輝發(fā)光材料，論文主要工作分為三部分： (1)利用燃燒法制備綠色長余輝發(fā)光材料SrAl<,2>O<,4>：Eu<'2+>，Dy<'3+>，探討點火溫度、尿素用量及不同助熔劑對該材料結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能的影響，同時，對

3、激活劑離子Eu、共激活劑Dy／Eu。濃度比值和不同共激活劑對該材料發(fā)光性能的影響作系統(tǒng)深入的研究。 (2)利用燃燒法制備CaAl<,2>O<,4>：Eu<'2+>,Nd<'3+>藍色長余輝材料，探討(1)中所述因素對CaAl<,2>O<,4>長余輝材料發(fā)光性能的影響。 通過Ｘ射線衍射、發(fā)光光譜及余輝衰減曲線分析得出SrAl<,2>O<,4>：Eu<'2+>，Dy<'3+>和CaAl<,2>O<,4>Eu<'2+>Nd<'

4、3+>材料的最佳制備條件。綜合對材料的實驗研究和表征分析，探討助熔劑的助熔機理、稀土離子的作用機制及可能的余輝機理。認為：助熔劑中的B<'3+>、P<'5+>離子極有可能進入基質(zhì)晶格，在制備過程中起到穩(wěn)定純相，促使Eu<'3+>轉(zhuǎn)變?yōu)镋u<'2+>并穩(wěn)定Eu<'2+>的作用，并且使得材料中的陷阱密度增加和陷阱深度加深：共摻雜稀土離子是否能夠改善材料的余輝性能，并不是由稀土離子或基質(zhì)晶格單方面決定，而由它們共同決定；利用Abanti Na

5、g提出的余輝機理模型解釋實驗現(xiàn)象。 (3)利用燃燒法成功制備紅色長余輝發(fā)光材料，并探討不同Si原料、點火溫度、尿素用量、助熔劑H<,3>8O<,3>用量以及共激活劑Dy、Eu對產(chǎn)物發(fā)光性能的影響。實驗結(jié)果表明：制備得到Mg<,2>SiO<,4>：Mn，Dy和MgSiO<,3>：Mn，Dy紅色長余輝發(fā)光材料，其晶體結(jié)構(gòu)都為單斜晶糸；Mg<,2>SiO<,4>：Mn，Dy和MgSiO<,3>：Mn，Dy的發(fā)射光譜峰值均位于紅光范圍

6、，Mg<,2>SiO<,4>：Mn，Dy的發(fā)光性能略好；點火溫度、尿素用量和助熔劑三因素對Mg<,2>SiO<,4>：Mn，Dy材料發(fā)光性能的影響不大；引入Eu離子作為第二種共激活劑，材料的余輝性能略有提高。與綠色和藍色長余輝發(fā)光材料相比較，其余輝性能較差，有待提高。 通過上述大量實驗和系統(tǒng)分析，對材料余輝機理、助熔劑的助熔機理以及稀土離子的作用機制的了解更加深入，掌握提高長余輝材料發(fā)光性能的方法，并發(fā)現(xiàn)余輝性能得以提高的因素，