王淑欣[1]（2021）在《Ce3+/Eu2+掺杂氮（氧）化物的电子结构和长余辉发光性能研究》文中指出近年来,面向安防监控、食品安全、类太阳光LED健康照明以及夜光照明等领域的迫切需求,研发新型高效深红-近红外发光材料、紫光/蓝光激发新型高效稀土发光材料以及新型高效长余辉发光材料成为业界关注的焦点。Ce3+/Eu2+掺杂氮（氧）化物发光材料由于其丰富的结构多样性、良好的化学稳定性和优异的发光性能具有巨大的发展潜能。因此,本论文主要研究Ce3+/Eu2+掺杂氮（氧）化物发光材料中材料组分和结构对基质材料和掺杂离子电子结构的影响,构建组分-结构-性能相关关系,为新型高性能发光材料的研发提供理论支撑。同时,基于材料的电子结构,设计研发新型氮氧化物长余辉发光材料β-Sialon:Eu2+以及调控暖色调氮化物长余辉发光材料Sr2Si5N8:Eu2+的长余辉性能。本论文主要研究工作及结论如下:（1）通过统计分析Ce3+/Eu2+掺杂氮化物发光材料的结构和光谱数据,结合理论分析,建立了 Ce3+/Eu2+掺杂氮化物发光材料中Ce3+和Eu2+5d能级的晶体场劈裂与材料组分和结构之间的定量相关关系。结果表明配位数越大,晶体场劈裂越小。在配位数相同的情况下,晶体场劈裂εcfs与平均配位键长Rav的负二次方成正比。在相同基质材料中Eu2+5d能级晶体场劈裂是Ce3+的0.76倍。（2）修正了 Ce3+掺杂氮化物发光材料中Ce3+5d能级质心移动与材料组分和结构的定量关系,同时依据键价理论和配位多面体的稳定性提出了确定氮化物中阳离子配位数的统一标准。通常情况下,对中心阳离子的键价贡献大于4%的阴离子与中心阳离子配位,同时考虑到配位多面体需满足具有较高对称性和稳定性的要求,该阈值可在小范围内进行调整。通过分析Ce3+掺杂氮化物发光材料的光谱数据和结构数据,结合发光理论,得到光谱极化率和平均阳离子电负性的定量相关关系。将其与晶体场劈裂研究结果相结合,即可从理论的角度直接预测Ce3+掺杂氮化物发光材料的激发谱特征,对新型氮化物荧光粉的研发具有指导意义。（3）通过统计分析大量Ce3+/Eu2+掺杂无机化合物的结构和光谱数据,结合发光理论,获得了 Ce3+/Eu2+掺杂无机发光材料的斯托克斯位移与基质材料的组分和结构之间的相关关系。斯托克斯位移和有效平均配位键长Rav正相关。在卤化物和硫属化合物中,斯托克斯位移分别按照从氟化物到氯化物到溴化物和从氧化物到硫化物到硒化物的顺序依次降低。而斯托克斯位移和阳离子配位数没有明显的相关关系。（4）发现了β-Sialon:Eu2+的绿光长余辉发光现象,并研究其长余辉性能。DFT计算结果表明Al-O取代Si-N在β-Sialon中引入有效的缺陷中心,使材料具备长余辉性能。通过对比分析激发光谱和余辉激发光谱,发现陷阱填充过程中离化电子主要来自4f基态。基于此,提出一种新型构筑HRBE电子结构图的方法,即使用余辉激发光谱的起始能量估算Eu2+4f能级和基质材料导带底的能量差,从而确定Eu2+4f能级的能量位置。并应用这一方法,构筑β-Sialon的电子结构图,阐明其长余辉机理。（5）通过H3BO3共掺杂提高橙红光长余辉发光材料Sr2Si5N8:Eu2+的长余辉性能。通过分析余辉衰减曲线强度变化,证实H3BO3中B3+和O2-共同起到增强余辉的作用。热释光谱表明Sr2Si5N8:Eu2+,B3+,O2-相对对比样品具有最大陷阱密度。该研究表明B3+可以在硅氮化合物中引入合适的陷阱能级,从而提高其长余辉性能。
张向挺[2]（2021）在《Y2Mg2Al2Si2O12基荧光粉的制备与性能研究》文中研究说明白光发光二极管（LED）与传统光源相比具有节能、环保、高效等诸多优势,已逐步成为第四代照明光源。当前,主流的白光LED基于荧光粉转换发光实现。作为白光LED关键材料之一,荧光粉在LED器件整体发光效率提高、色彩品质优化、应用领域拓展等多方面发挥着重要作用。新型高效荧光粉材料的开发,对于推动白光LED的发展与进步至关重要。本文主要通过化学单元共取代策略实现一种钇铝石榴石型衍生结构的制备,积极探索了多种激活剂离子掺杂方案,结合共掺杂策略与能量传递调控实现了多种新型荧光粉材料的开发,探讨了相关材料的物相与晶体结构以及掺杂离子位点占据情况,研究了相关材料的发光性质与应用前景,取得以下研究成果:1.通过Mg2+-Si4+单元取代Y3+/Al3+-Al3+单元的方式设计了一种Y3Al5O12（YAG）的衍生结构Y2Mg2Al2Si2O12（YMAS）,通过高温固相合成法在1450℃煅烧6 h条件下制备得到。在YMAS晶体结构中,Y3+和Mg（1）2+占据八配位的十二面体、Al（1）3+和Mg（2）2+占据六配位的八面体、Si4+和Al（2）3+占据四配位的四面体。通过密度泛函理论（DFT）计算结果判断Mg2+-Si4+对Y3+/Al3+-Al3+的多重取代方式最可能为规则的对称隔层取代。与YAG原型结构相比,YMAS具有更为丰富的阳离子位点,为多类型激活剂离子掺杂与发光性能调控奠定材料基础。2.通过Ce3+、Mn2+离子单掺杂或共掺杂制备了适于蓝光激发的YMAS:Ce3+黄色荧光粉和YMAS:Ce3+,Mn2+黄橙色荧光粉。通过Rietveld精修和DFT计算判断Ce3+离子倾向于占据十二面体的Y3+离子格位,Mn2+离子倾向于占据十二面体和八面体的Mg2+离子格位。通过Ce3+离子掺杂浓度调控,YMAS:x Ce3+（x=0.01–0.10）系列荧光粉的发射光谱实现了从547 nm到566 nm的调谐。通过Mn2+离子的进一步引入及能量传递过程调控,YMAS:0.06Ce3+,y Mn2+（y=0–0.25）系列荧光粉实现了从564 nm到606 nm的光谱调谐。较商用原型结构的YAG:0.06Ce3+荧光粉,YMAS:0.06Ce3+,0.25Mn2+样品实现了76 nm的光谱红移,由YMAS:Ce3+,Mn2+系列荧光粉封装的LED器件表现出更优的色温参数,在暖白光LED照明领域具有潜在应用。3.基于YMAS基质的二价晶体格位,制备了适于紫外激发的YMAS:Eu2+荧光粉。通过Rietveld精修判断Eu2+离子倾向于占据十二面体和八面体的Mg2+离子格位,由此存在两种发光中心表现为发射宽带的不对称性。随着掺杂浓度增加,YMAS:x Eu2+（x=0.001–0.100）系列样品的发射峰强度先增后减,伴随着发射峰位由436 nm至491 nm的红移、半峰宽从80 nm到105 nm的拓宽、发光颜色从蓝光到青光再到绿光的变化。由YMAS:0.04Eu2+荧光粉与Ca Al Si N3:Eu2+商用红色荧光粉封装的白光LED具有接近标准白光的CIE色度坐标（0.3329,0.3282）、适宜的相关色温（5474 K）、良好的显色指数（87.3）。YMAS:Eu2+荧光粉可通过改变掺杂浓度调控发光颜色,在白光LED照明领域具有潜在应用。该工作为Eu2+离子在石榴石结构材料中的应用提供了可行思路与实际案例,为后续多激活剂掺杂、多色发光荧光粉的开发奠定基础。4.通过Eu2+、Ce3+离子共掺杂策略制备了适于紫外激发的YMAS:Eu2+,Ce3+荧光粉。通过Ce3+离子掺杂浓度调控,YMAS:0.01Eu2+,x Ce3+（x=0–0.05）系列样品的发射峰位可由464 nm调谐至558 nm、半峰宽可由98 nm拓宽至245 nm、发光颜色可实现由蓝光到青光再到绿光最后到黄绿光的调谐。通过系列样品发射光谱及Eu2+离子荧光衰减曲线证实鲜有报道的从Eu2+离子到Ce3+离子能量传递的发生,能量传递效率可达48%以上。该系列荧光粉具有优异的热稳定性,满足LED器件的应用要求。相比YMAS:0.01Eu2+荧光粉,由YMAS:0.01Eu2+,0.01Ce3+荧光粉封装的LED器件具有相同水平的相关色温（5841 K）、大幅提升的显色指数（87.8）以及更接近标准白光的CIE色坐标（0.3258,0.3214）。该工作通过在YMAS:Eu2+体系中引入Ce3+离子并借助能量传递调控,实现了荧光粉颜色调谐、性能优化与应用拓展,为基于Eu2+离子到Ce3+离子能量传递的石榴石结构颜色可调荧光粉的设计开发提供了实际案例与有效指导。5.通过Eu2+、Mn2+离子共掺杂策略制备了适于紫外激发的具有单相全可见光谱的YMAS:Eu2+,Mn2+荧光粉。Mn2+离子与Eu2+离子均倾向于占据十二面体和八面体的Mg2+离子格位。通过系列样品发射光谱及Eu2+离子荧光衰减曲线证实从Eu2+离子到Mn2+离子能量传递的发生,能量传递效率可达60%以上。基于能量传递,Mn2+离子红光发射强度实现大幅增强;基于掺杂浓度调控,YMAS:0.03Eu2+,x Mn2+（x=0–0.40）系列荧光粉实现全光谱发射。样品在365 nm至390 nm激发下的发光颜色保持稳定,样品热稳定性良好,满足不同波长紫外LED器件的应用要求。封装的YMAS:0.03Eu2+,0.30Mn2+荧光粉转换发光型LED器件具有接近标准白光的CIE色度坐标（0.3343,0.3388）、适宜的相关色温（5417K）以及高达93.3的显色指数。相比YMAS:Eu2+及YMAS:Eu2+,Ce3+搭配红色荧光粉实现白光的应用形式,YMAS:Eu2+,Mn2+荧光粉能够独立实现白光发射,且具有更优异的光色参数。该工作为Eu2+、Mn2+离子共掺杂单相全光谱荧光粉的设计开发提供了可行思路与实际案例,开发的YMAS:Eu2+,Mn2+荧光粉在白光LED照明领域具有潜在应用。6.利用Eu3+离子作为红光激活剂和光谱探针的双功能,设计制备了适于紫外激发的YMAS:Eu3+红色荧光粉。采用理论计算和实验分析相结合的方法,以YAG:Eu3+为参比,对YMAS:Eu3+的局域晶体结构与光谱性质之间的关系进行了深入研究。Eu3+离子在YAG和YMAS中的D4d局域对称性,决定了两者5D0→7F4跃迁的异常强烈。同时,Eu3+离子对称性及Eu-O键共价程度的差异则导致两者在光谱性质上存在显着不同:一是YAG:Eu3+与YMAS:Eu3+的5D0→7F1,2跃迁相对强度的明显不同;二是5D0→7F0跃迁在两者中的存在与否;三是两者在电荷迁移带中心位置及半峰宽度上的差异。另对两者的最佳掺杂浓度、CIE色坐标参数、荧光量子产率、热稳定性以及在LED中的应用表现进行了对比研究。该工作对理解Eu3+离子局域结构与发光性质间的构效关系提供了典型案例,制备的YMAS:Eu3+红色荧光粉在LED照明领域具有潜在应用。
闫斯怡[3]（2021）在《紫外长余辉材料的发射及其上转换激发陷阱填充性质的研究》文中认为长余辉发光是指材料在外界光源停止激发后仍持续发光的现象,其发射波段主要位于可见及近红外光谱区,位于紫外波段的还很少。紫外光在光化学、防伪、消毒、灭菌等领域具有重要的应用价值,实现紫外长余辉发射将显着推动光催化、光能疗法等领域的发展。激发紫外长余辉材料通常需要X射线或深紫外光等高能光源,这给长余辉技术的实际应用带来了很大的困难,寻求以低能光为激发光源实现紫外余辉发射是近年来的研究热点。本论文针对现有紫外长余辉发光材料较少、需要高能光激发等问题,设计并制备了一系列基于Pr3+、Gd3+离子的长余辉发光材料,并首次将上转换激发方式引入到了紫外余辉材料的研究中。利用两步离化的激发方式,有效地填充了材料中的能量陷阱,获得了低能光激发后的紫外余辉发射。具体研究内容和结果如下:（1）Pr3+离子的多波段余辉发射及其热释光谱学研究。通过高温固相法,制备了Lu3Al Mg2Si2O12:Pr3+长余辉发光材料。在紫外灯激发后,得到了紫外、可见及近红外三波段的余辉发射。通过变温稳态发射谱及热释光谱测试,探究了热猝灭现象对不同发射能级的影响,明确了Pr3+离子紫外余辉发射比可见余辉发射更容易发生热猝灭的原因:与1D2能级相比,4f5d能级更靠近导带底能级,使其发生热离化的临界温度更低。（2）Gd3+离子的紫外B区窄带余辉发射的实现及其机理研究。在实现了Pr3+离子紫外区余辉发射的基础上,通过在合适的基质材料中引入Gd3+离子,进一步拓展了紫外区的余辉发射波长。针对Gd3+离子通常需要X射线等高能光激发才会产生紫外余辉发射的限制,基于Pr3+、Gd3+离子间能量传递的思想,以Pr3+离子作为敏化剂,制备了Lu2Si O5:Gd3+,Pr3+紫外长余辉发光材料。在紫外灯激发后,获得了持续时间为小时量级、峰值位于313 nm的紫外B区窄带余辉发射,对应于Gd3+离子6P7/2能级向基态8S7/2能级的跃迁。结合光谱及热释光测试手段,验证了Pr3+、Gd3+离子间的能量传递过程,并阐明了能量陷阱分布情况对余辉发光性质的影响规律。（3）蓝光LED激发的Pr3+离子可见余辉发射特性研究。为了克服高能激发带来的困难,在实现了紫外区余辉发射的同时,也在利用低能光填充材料能量陷阱方面进行了深入研究,首次实现了通过非线性的上转换激发方式填充材料中的能量陷阱。考虑到Pr3+离子的离化特性及可见区有吸收能级的特点,选取Gd3Ga5O12:Pr3+材料,利用蓝光LED作为激发光源,得到了Pr3+离子3P1和1D2能级的特征余辉发射。研究了Pr3+离子各能级的稳态发射强度及余辉发射强度随激发光功率密度的变化关系,明确了3P0能级为中间态能级,并给出了双光子参与上转换陷阱填充过程的证据。（4）蓝光LED激发的Gd3+离子紫外B区窄带余辉发射的实现及动力学过程调控。将上转换激发陷阱填充和紫外余辉发射相结合,在Lu3Al2Ga3O12:Pr3+,Gd3+材料中,实现了蓝光LED激发后源自于Gd3+离子的紫外B区窄带余辉发射。通过一系列光谱和热释光测试手段,进一步认识了两步光电离填充能量陷阱的过程。实现了利用同一光源的不同功率对陷阱的填充和排空过程的调控,深入研究了上转换激发陷阱填充过程涉及到的内在物理机制,提出了描述储能材料陷阱的填充和排空过程的动力学模型,并从速率方程的角度,讨论了两者的竞争机制。最后,通过紫外成像手段,证明了紫外B区窄带余辉发射在光学标识领域的应用前景。
周丹丹[4]（2021）在《稀土或铬离子掺杂石榴石发光材料的制备与性能研究》文中研究表明本论文以石榴石结构化合物为基质材料,采用高温固相法成功制备了系列稀十或铬离子掺杂的发光材料。系统地研究了稳定性优异且能被蓝光高效激发的Ce3+掺杂钇铝镓石榴石荧光粉的长余辉发光性能,以及Cr3+掺杂的系列石榴石化合物的发光特性,以期满足不同应用领域对材料发光性能的需求,具体研究内容如下:（1）成功合成了 Y3A12Ga3O12:Ce3+,Yb3+荧光粉,研究了不同的制备条件（如烧结气氛、温度、时间及助熔剂等）对样品结构及余辉性能的影响规律,发现适当降低温度,缩短烧结时间,添加助熔剂,在N2气氛下加压烧结利于荧光粉余辉性能的提高。随后,在优化后的制备工艺下合成了不同B3+含量的荧光粉。H3BO3作为助溶剂提高了样品的结晶性,同时,B3+离子进入四面体格位,形成新的深陷阱能级,使陷阱能级最深达1.1 eV,大幅延长了余辉时间。通过理论和实验相结合,构筑了 Y3Al2Ga3O12:Ce3+,Yb3+,B3+的电子结构图（VRBE图）,并阐明其长余辉发光机理。（2）系统研究了不同格位离子取代对Y3Al2Ga3O12:Ce3+,Yb3+,B3+长余辉发光性能的影响规律,包括Si、Ge、Mg、Si-Mg、Ge-Mg、Si-Ca、Si-N等单元素取代和共取代。发现Si4+替代A13+可有效提高该材料的长余辉发光性能,并系统研究了不同Si含量对对其长余辉性能的影响,研究表明Si添加量x为0.25时,长余辉性能最佳,余辉时间超过40小时。使用初始预加热上升法估算了电子陷阱的分布,建立了 YAGG:Ce,Yb,B,0.25Si的VRBE图和长余辉发光机理图,并借助光激励等表征探讨了其在光信息存储领域潜在的应用价值。随后,对比了 Ce3+、Cr3+,Ce3+、Yb3+及 Ce3+、Cr3+、Yb3+共掺杂对Y3Al2Ga3O12:Ce3+荧光粉余辉性能的影响,发现在基质中含B、Si的基础上,Ce3+、Cr3+共掺杂后,样品的余辉性能最佳。（3）设计并合成了（CaYLu）（MgSc）（AlSiGe）O12:Cr3+荧光粉,实现了650～1100 nm的宽带发射。系统研究了不同Cr3+浓度对荧光粉发光性能的影响。并将其与460 nm的蓝光芯片复合封装了 pc-LED器件,探讨了其在生物成像领域的应用价值。基于Cr3+掺杂的石榴石型近红外发光材料,研究了不同格位多元素共取代对其结构和发光性能的影响,发现不同格位多离子掺杂可有效增加近红外发光的半峰宽。
赵帅[5]（2021）在《基于LED照明的硼磷酸盐荧光粉的研究》文中进行了进一步梳理发光二极管（light emitting diode）具有使用寿命长、体积小、方便携带运输、能耗相对较低,而且适应不同使用环境等优点,因此受到人们广泛的关注。目前,市面上的发光二极管器件多为LED芯片和荧光粉封装而成。本文通过高温固相法制备了一系列铥离子(Tm3+)、铕离子(Eu3+/Eu2+)、铈离子(Ce3+)、镝离子(Dy3+)、铜离子(Cu2+)、铋离子(Bi3+)和钐离子(Sm3+)掺杂的以硼磷酸盐为基质的荧光粉,我们探讨了硼磷酸盐荧光粉发光性能的改变和组成结构的关系。研究了荧光粉Sr3（PO4）2-x（BO3）x:Tm,Eu（0≤x≤0.6）的结构和发光性质。随着样品中硼（B）含量的增加,晶体Sr3（PO4）2的含量降低,晶体Sr5（PO4）3（OH）的含量增加,这使得Tm/Eu离子所处的晶体环境发生改变,影响了Tm/Eu的电子跃迁行为,从而调控了荧光粉的发光性能。此外,烧结气氛对荧光粉的发光性能也有一定的影响。荧光粉Sr3（PO4）2-x（BO3）x:Tm,Eu（0≤x≤0.6）在发光二极管中具有潜在的应用前景。探讨了Cu2+和Sm3+掺杂的Ca3（BO3）n（PO4）2-n（0≤n≤2）荧光粉。主要关注的是硼（B）取代磷（P）对荧光粉结构和发光性能的影响。研究发现,硼的引入可以改变荧光粉的结构和发光性能。硼（B）取代磷（P）产生了Ca3（BO3）2、Ca3（PO4）2和Ca5（PO4）3OH三种晶相。此外,通过改变激发波长可以很好地调节荧光粉的发光性能。所制备的荧光粉可以作为白光发光二极管的一种潜在的光转换材料。研究了铈（Ce）离子,镝（Dy）离子掺杂三种不同基质(Ca3（BO3）0.6（PO4）1.4,Sr3（BO3）0.6（PO4）1.4,(Ca0.5Sr0.5)3（BO3）0.6（PO4）1.4)的荧光粉。Ce/Dy掺杂不同的基质中,其激发光谱和发射光谱有较大差异,体现在光谱的强度和发射峰的位置不同。结合XRD图谱可以得知,基质Ca3（BO3）0.6（PO4）1.4中存在两种晶相,分别是磷酸钙（Ca3（PO4））和羟基磷灰石（Ca5（PO4）3（OH））,另外两种基质是纯净的单相,三种基质不同的晶体环境对Ce和Dy的电子跃迁和能量传递产生了影响,这是造成三种基质中铈离子和镝离子的光谱差异的根本原因。除此之外,通过调节激发波长,也可以有效地调整Ce/Dy掺杂(Ca1-xSrx)3（BO3）0.6（PO4）1.4荧光粉的发光性能。以Sr3（BO3）0.4（PO4）1.6为基质,掺杂铋离子(Bi3+)和不同含量的镨离子(Pr3+),研究不同的激发波长、铋离子的引入对镨离子的光谱产生的影响。通过荧光光谱的数据分析后可得知,镨离子的最佳掺杂量为0.02,不同的激发波长可以有效地改变Pr3+发射峰的位置和强度。Bi3+的引入也在一定程度上影响了Pr3+的电子跃迁,从而导致铋/镨离子共掺的荧光粉发射光谱和镨单掺的荧光粉发射光谱有所差异。重要的是,调整Bi3+/Pr3+的含量可以有效地调节荧光粉的发光颜色,使其实现蓝光发射和橙光发射,从而在实际应用中更加广泛。硼磷酸盐荧光粉的发光性能受到基质和激发波长的调控。
杨梅[6]（2021）在《稀土离子掺杂LiCaAlF6晶体生长与闪烁性能研究》文中认为闪烁材料能够将高能射线或高能粒子转化为紫外或可见荧光脉冲,是辐射探测的关键材料。其中LiCaAlF6是一种具有三方晶系的用于中子探测的无机闪烁晶体,由于它具有较低的有效原子序数(Zeff=14)和密度（ρ=2.989 g/cm3）,对γ辐射的灵敏度较低,有利于减少晶体对γ射线的吸收、富含6Li,与热中子相互作用率高、几乎不潮解,与其他易潮解卤化物相比有明显优势、在中子辐照下,Eu掺杂LiCaAlF6具有29,000 ph/n的高光输,Ce掺杂LiCaAlF6具有28 ns的快衰减时间,可以满足不同的应用需求。基于这些特点,稀土离子掺杂的LiCaAlF6晶体有望成为新一代的中子探测闪烁材料。本论文主要针对稀土离子掺杂LiCaAlF6晶体的生长、均匀性、光学及闪烁性能、缺陷、共掺杂改性等问题展开研究,主要分为以下三个部分:摸索出合适的原料预处理工艺和晶体生长参数,通过加入籽晶接种,利用非真空坩埚下降法成功生长出φ25 mm×90 mm的LiCaAlF6:Eu单晶,所长晶体无色透明且无裂纹。X射线衍射证实其为三方晶系,空间群为P3?1c的LiCaAlF6单晶相。研究了该晶体中Eu离子的分凝情况。发现了LiCaAlF6:Eu晶体中同时存在Eu2+和Eu3+,其中Eu2+占多数。在γ射线辐照下,LiCaAlF6:Eu晶体的光输出为23,800±2000 ph/Me V,闪烁衰减时间为1.64μs。利用热释光测试手段研究了在非真空条件下生长的Eu掺杂LiCaAlF6晶体中的缺陷结构。通过对LiCaAlF6:Eu晶体尾部不透明区域和中间透明区域的物相分析,揭示了晶体尾端的杂质来源。研究了大尺寸LiCaAlF6:Eu晶体中Eu离子沿轴向和径向的分布情况,对比了Eu离子分布对LiCaAlF6晶体光学和闪烁性能的影响。其中Eu沿径向分布较均匀,而在轴向上越靠近籽晶端,性能越差。利用非真空坩埚下降法生长了1at%Eu、2at%Eu、2.5at%Eu、3at%Eu和5at%Eu掺杂浓度的LiCaAlF6:Eu单晶,最高闪烁效率在2at%Eu-2.5at%Eu浓度下获得。以2at%Eu的最佳浓度与同价或异价离子共掺杂,研究了共掺杂对LiCaAlF6:Eu晶体的光学性质、闪烁性能以及缺陷结构的影响。发现共掺杂Cu+、Ba2+或Mg2+不会改变LiCaAlF6:Eu晶体的光学性质,发光中心离子仍为Eu2+离子和Eu3+离子。Eu2+-Cu+共掺可有效提升LiCaAlF6:Eu晶体的闪烁效率,光输出可达29,200±2000 ph/Me V。而Eu2+-Mg2+和Eu2+-Ba2+共掺杂对LiCaAlF6:Eu晶体的闪烁性能影响可忽略不计。同时探讨了共掺杂影响LiCaAlF6:Eu晶体闪烁性能的根本原因。利用非真空坩埚下降法生长了LiCaAlF6:2at%Ce、LiCaAlF6:3at%Sm和LiCaAlF6:0.5at%Pr晶体,开展了其他离子掺杂LiCaAlF6晶体的发光机理和闪烁性能研究。结果发现Ce掺杂LiCaAlF6晶体的发光中心为Ce3+离子,在γ射线辐照下的光输出较低（1,000±100 ph/Me V）,但具有快衰减（45 ns）。Sm掺杂LiCaAlF6晶体的透过率大于90%,发光中心为Sm2+和Sm3+,发光范围为550 nm-800 nm;Pr掺杂LiCaAlF6晶体的透过率大于80%,发光中心为Pr3+。这两种晶体均未探测到γ射线辐照的全能峰。
董浪平[7]（2021）在《几种稀土/过渡金属离子掺杂发光材料的制备及发光特性研究》文中认为白光LED以其节能、高光效、环保等优点而成为照明领域的焦点。目前,白光LED的主导实现方式是荧光粉转换型,作为重要组分的荧光粉将直接影响其性能,因而荧光粉成为了研究热点。近年来,人们对照明提出了更高的需求,开发性能优异的荧光粉具有重要的现实意义,尤其是开发发射峰值位于490 nm左右的青光和发射峰值位于620 nm左右的红光对实现高质量照明十分重要。另外,为了避免多组分白光LED存在的重吸收和低发光效率等问题,研发单一基质白光发射的发光材料也具有重要意义。基于此,本论文主要合成了一系列LED用的青光、红光和单一基质白光发射以及近红外发射新型荧光粉,并对他们的晶体结构、发光性质和实际应用潜能进行了系统的研究。具体内容概述如下:1.采用高温固相法,合成了具有磷灰石结构的La8Ca2（Si4P2O22N2）O2:Eu2+/Ce+/Tb3+和 La8Ba2（Si4P2O22N2）O2:Eu2+/Ce3+/+b3+荧光粉。两种基质中单掺Eu2+均可以被近紫外光有效地激发,且分别发射强的蓝绿光和青光,峰值位于512和496nm。通过调节 La8Ba2（Si4P2O22N2）O2:Ce3+/Tb3+中Ce3+和Tb3+的掺杂浓度,其发光颜色实现了紫色到青色再到绿色可调。制备的白光LED的性能表明这两种荧光粉在LED中具有应用潜能。2.制备了一系列新型的Bi3+和Mn2+掺杂的Y3Ga5O12发光材料,并详细地研究了其发光特性。Bi3+和Mn2+单掺杂的材料分别呈现出490 nm处的蓝绿光和613 nm处的红光发射。光谱和寿命衰减曲线表明Bi3+和Mn2+之间存在有效的能量传递。利用Bi3+和Mn2+之间的能量传递,通过调控Bi3+和Mn2+的浓度,在Y3Ga5O12单一基质中实现了白光发射。最后,采用Y3Ga5O12:Bi3+,Mn2+制备了一个低相关色温和高显色指数的白光LED,验证了其应用潜能。3.研究了锰离子在Ca3M2Ge3O12:Mn（M=Al,Ga）基质中的自还原与格位占据行为。在Ca3M2Ge3O12:Mn（M=Al,Ga）基质中,掺杂的部分Mn4+自还原形成Mn2+,并分别占据Ca2+和M3+的格位形成两种Mn2+发光中心,发射峰值分别位于578 nm的橙光和646 nm的红光,剩余Mn4+占据M3+的格位,发射峰值位于698 nm的深红光。热稳定性及制备的器件研究表明合成的荧光粉是潜在的LED用橙-红色荧光粉。4.设计并合成了石榴石结构固溶体Gd3Ga5-xAlxO12:Mn,详细研究了Al3+对材料发光性能的影响。在Gd3Ga5-xAlxO12系列基质中,掺杂的Mn4+均发生了一定程度的自还原,Al3+的掺杂对这种自还原有一定的抑制作用。自还原形成的Mn2+发射630 nm的红光,剩余的Mn4+发射698 nm的深红光,他们分别与植物的光敏色素的PR和PFR吸收匹配较好。通过调控Al3+的掺杂浓度实现了 Mn4+/Mn2+比例可调,即PFR/PR比例可调,这有利于控制植物的生长。另外,Al3+的掺杂明显地增强了荧光粉的发光效率和热稳定性。最后,高性能白光LED的成功制备也验证了Gd3Ga5-xAlxO12:Mn在全光谱照明LED中的应用潜能。5.制备了ZnGa2-yAlyO4:Mn2+,Mn4+荧光粉,详细研究了其发光热稳定性及相关应用。该荧光粉的发射光谱在503 nm处呈现Mn2+的超窄绿光发射带,半高宽为22 nm,在669 nm处呈现Mn4+的红光发射带。发光热稳定性研究表明ZnGa2-yAlyO4基质中的Mn2+和Mn4+对温度的响应存在显着差异。利用这一特性,基于FIR技术,设计了三种信号分辨性好和灵敏度高的光学温度计。6.合成了一系列 Ce3+、Cr3+和 Ln3+（Ln=Yb,Nd,Er）三掺杂的Gd3Sc2Ga3012荧光粉,详细研究了Gd3Sc2Ga3O12基质中的 Cr3+→Ln3+、Ce3+→Ln3+、Ce3+→Cr3+和Ce3+→Cr3+→Ln3+多重能量传递性质。由于Ce3+和Cr3+的宽吸收和Ln3+的有效近红外发射,再利用Ce3+→Cr3+→Ln3+能量传递,获得了几乎能吸收整个紫外和可见光并发射能被c-Si太阳能电池有效吸收的近红外光的光谱转换材料Gd3Sc2Ga3O12:Ce3+,Cr3+,Ln3+。
武华君[8]（2020）在《稀土光功能陶瓷的制备及其光学性质研究》文中进行了进一步梳理稀土光功能陶瓷具有理化性质稳定、热导率高、抗激光辐照等优势,常用于固体激光器的激光增益介质和激光照明用荧光材料。2.0μm波段激光在生物医疗、有机材料加工、光电对抗、35μm中红外激光泵浦源等领域都有广泛的应用。Tm:（Lu Sc）2O3混晶透明陶瓷可以被商用的808 nm半导体激光器（LD）泵浦,产生2.0μm的激光,成为国内外的研究热点。已报道的Tm:（Lu Sc）2O3透明陶瓷主要是采用固相反应法制备,激光效率偏低。固相法制得的陶瓷粉体形貌难以控制,烧结活性低,需要大量的烧结助剂以促进陶瓷的致密化,此外固相反应需要长时间的高速球磨,将不可避免的引入球磨杂质,烧结助剂和球磨杂质将在陶瓷中引入大量的缺陷,严重影响透明陶瓷的激光性能。所以我们采用化学共沉淀法制备Tm:(Lu0.8Sc0.2)2O3透明陶瓷,但在粉体的制备过程中,粉体的相纯度、形状、均匀性、分散性难以控制,制备工艺对粉体形貌的影响规律还不明确。坯体的成型方式决定了坯体内部的微观结构,高密度的均匀坯体可以促进陶瓷的致密化,降低陶瓷的烧结温度,避免晶粒的异常长大,但纳米粉体的颗粒尺寸小,且纳米粉体流动性差有自发团簇的趋势,通过常用的干压法难以获得高致密高均匀的陶瓷坯体。稀土光功能陶瓷的另一个重要应用是激光照明用荧光转化材料。激光照明具有高亮度、高功率激发密度、体积小、高能效的优势,以半导体LD为基础的白光激光照明有望成为新一代的绿色照明光源。通过蓝光LD激发远程荧光体的方法得到白光,具有成本低、结构简单等优势,是当前激光照明采用的主流技术。荧光体是该技术的核心器件,其主要作用是将蓝色激光转换成白光,其性能直接决定了激光照明的效率、显色指数、寿命以及光斑均匀性。现有的无机远程荧光体的制备过程都需要高温处理,而高温会导致最常用的红色氮化物荧光粉的降解和荧光性能的衰退,所以现有的无机远程荧光体的光谱中普遍缺乏红光成分,导致激光照明的显色指数偏低（60）,不能满足激光照明的需求。我们系统研究了粉体滴定方式、沉淀剂类型、反应温度、盐溶液浓度、（NH4）2SO4的含量、乙醇分散剂、前驱体焙烧温度对粉体形貌的影响,获得了纯相、均匀、高分散性、高烧结活性的纳米陶瓷粉体。通过选择正向滴定法,获得Lu3+、Sc3+元素均匀分布的前驱体,便于低温获得纯相粉体;通过选择碳酸氢氨作为沉淀剂,反应体系温度保持在室温,获得球形颗粒状的前驱体;通过进一步优化盐溶液的浓度,并创新地在沉淀液中引入乙醇作为分散剂和溶剂,发现添加乙醇溶剂可以防止非架桥羟基与颗粒表面以氢键相连,同时具有一定位阻效应,实现抑制前驱体的团聚,起到良好分散作用。通过优化后醇水共溶的共沉淀法,在焙烧后获得纯相、高分散的球形纳米粉体,颗粒粒径分布在25500 nm,平均粒径是90 nm。通过优化凝胶注模用陶瓷浆料的制备工艺,获得高密度（相对密度是52%）、内部均匀、高烧活性的陶瓷坯体。通过优化烧结助剂的含量,在烧结后制备出高质量的Tm:(Lu0.8Sc0.2)2O3透明陶瓷,陶瓷的相对密度达99.96%,内部几乎没有气孔,晶粒尺寸均匀分布在25μm,平均粒径是3.2μm,陶瓷在2090 nm处的透过率为80.3%。利用制备出的透明陶瓷作为激光增益介质,在796 nm的半导体LD泵浦下,在2090 nm处实现1.88 W的激光输出,斜率是24.6%。本论文创新地利用SiO2溶胶作为无机粘结剂,在高热导率的蓝宝石衬底上,低温制备出可用于激光照明的荧光陶瓷膜。以绿色Lu AG:Ce（Lu AG）荧光粉和Ca Al Si N3:Eu（CASN）红色荧光粉为原料,制备出高显色的Lu AG/CASN复合荧光陶瓷膜,荧光陶瓷膜的发射光谱的半高宽180 nm,光谱中绿光、黄光、红光成分均衡分布。荧光陶瓷膜可以承受高功率密度的蓝光LD辐照（12.9W/mm2）,具有良好的热稳定性（200℃时荧光强度是室温下的89.1%）。将荧光陶瓷膜用于激光照明,产生511 lm的白光,光效是152 lm/W,光源的显色指数提高到85,色温是4277 K。这种荧光陶瓷膜制备方法简单、热稳定好、荧光效率高,可用于实现高显色激光照明。
贾俊杰[9]（2020）在《Ce3+掺杂Y3-xMxAl5-xSixO12（M=Ba,Sr,Ca,Mg）荧光材料的制备与性能研究》文中研究表明白光发光二极管（LED）因其高效、成本低廉、使用时间长、环保等优点在固态照明市场上有着极大的市场竞争力。当前制造白光LED的最常用方法是将Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce3+)黄色荧光粉涂覆在蓝光LED芯片上。YAG:Ce3+黄色荧光粉作为白光LED的核心材料之一,对白光LED器件的光色品质起着决定性作用。现有研究表明,阳离子取代是一种理想的改善或修饰YAG:Ce3+发光特性的方法。因此,我们利用非等价共取代的方式基于YAG:Ce3+进行结构设计,进而调节其光学性能,并研究光学性能调制与局域晶体环境之间的构效关系,最终获得光学性能优异,适用于高品质白光LED器件的荧光材料。主要的工作与结论如下:（1）通过M2+-Si4+取代Y3+-Al3+,设计了Y3-xMxAl5-xSixO12:Ce3+（M=Ba,Sr,Ca,Mg,x=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0）系列新型固溶体荧光粉,XRD数据和Rietveld精修证实,M2+离子占据了石榴石荧光粉的十二面体Y3+位,Si4+占据四面体Al3+格位,晶体结构得到保持,并分析了晶体结构随M2+离子半径的演变规律,晶胞体积和晶格常数随着离子半径增大而增大。（2）由于M2+-Si4+离子对对局域结构的调控作用,实现了Y3-xMxAl5-xSixO12:Ce3+（M=Ba,Sr,Ca,Mg,x=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0）部分荧光粉的光学性能的增强,在Y1.94MAl4SiO12:Ce3+（M=Ba,Sr,Ca,Mg）荧光粉中,随着金属离子半径的减小,在460 nm激发下发射光谱表示出连续红移。（3）计算了1 mol的金属离子掺杂条件下的内量子效率,Y1.94MAl4SiO12:Ce3+（M=Ba,Sr,Ca,Mg）的发光IQE分别为:M=Ba为92.89%,M=Sr为89.54%,M=Ca为82.55%,M=Mg为81.43%。YAG:Ce3+的IQE为89.97%。结果表明Y1.94MAl4SiO12:Ce3+（M=Ba,Sr,Ca,Mg）具有优异的光转换能力,适用于白光LED。（4）Y1.94MAl4SiO12:0.06Ce3+（M=Ba,Sr,Ca,Mg）的热稳定性随M2+半径的增加而增加,Y1.94BaAl4SiO12:0.06Ce3+在150℃时的发光强度相对于其室温强度为93.32%,出色的热稳定性使荧光粉可用于大功率白光LED。通过分析Y3-xMxAl5-xSixO12:Ce3+（M=Ba,Sr,Ca,Mg.x=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0）荧光粉结构刚性的变化情况,解释热稳定性提升的机制,对进一步的荧光粉性能优化设计提供理论参考价值。（5）1 mol的金属离子掺杂条件下,Y1.94MAl4SiO12:0.06Ce3+（M=Ba,Sr,Ca,Mg）荧光粉的微观形貌,研究了Y1.94MAl4SiO12:0.06Ce3+（M=Ba,Sr,Ca,Mg）荧光粉的色坐标偏移规律以及25-200℃的色坐标偏移,随着掺杂金属离子半径的逐渐减小,色坐标向红色区域产生了较大的偏移。（6）研究Y3-xMxAl5-xSixO12:0.06Ce3+（M=Ba,Sr,Ca,Mg,x=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0）系列荧光粉的线性收缩率,Y1.94MAl4SiO12:0.06Ce3+（M=Ba,Sr,Ca,Mg）对于M=Mg,线性收缩率约为19.86%,对于M=Ca,线性收缩率约为19.66%,对于M=Sr,线性收缩率约为20.86%,对于M=Ba,线性收缩率分别为17.93%,对于纯YAG:Ce3+,线性收缩率为1.40%。显然,Y1.94MAl4SiO12:0.06Ce3+（M=Ba,Sr,Ca,Mg）荧光粉的线性收缩比YAG:Ce3+大得多。显着的线性收缩表明Y1.94MAl4SiO12:0.06Ce3+在真空烧结下极有可能形成致密的透明陶瓷。
陈肖朴[10]（2020）在《高光输出快衰减铈掺杂石榴石闪烁陶瓷的制备与性能研究》文中研究表明闪烁体是一种可以将高能射线或粒子转换为紫外光或可见光的功能材料,在医学成像、高能物理、安全督查、空间探测等领域广泛应用。随着各类探测器的发展,对新一代闪烁材料提出高光输出、快闪烁衰减、低成本等要求。铈掺杂镥铝石榴石(Ce:Lu3Al5O12)闪烁体以其高密度、纳秒级快衰减、高闪烁效率等优良性能备受关注。然而Ce:Lu3Al5O12单晶中存在大量“慢闪烁成分”,限制其闪烁性能提升。透明陶瓷低温制备是优化其“慢闪烁成分”、提升闪烁性能的重要途径。基于Ce:Lu3Al5O12闪烁陶瓷,本研究进一步结合并应用材料组分设计与先进陶瓷制备工艺,先后对制约其光学与闪烁性能的因素进行研究与优化,旨在实现高光输出、快衰减、高光学质量铈掺杂石榴石闪烁陶瓷的可控制备。本论文的主要内容如下:（1）通过固相反应法结合真空烧结,制备得到直线透过率为71%@510 nm的Ce,Mg:Lu3Al5O12闪烁陶瓷（厚度为1 mm）,并对其退火温度与铈离子掺杂浓度进行优化。空气退火温度的提升有利于其氧空位的消除,促进快闪烁中心Ce4+的转化,从而实现闪烁性能提升。但退火温度提升的同时会引起富Al第二相的析出,对Ce,Mg:Lu3Al5O12的光学质量不利。该第二相的出现则源于高温真空烧结过程中微量铈、镁元素的挥发。另一方面,通过提升铈离子掺杂浓度,则可以增加发光中心数量,与缺陷能级有效竞争。而过高铈离子掺杂浓度（>0.1at%）,则会促进铈离子自吸收效应,影响其发光效率。（2）在Ce,Mg:Lu3Al5O12闪烁陶瓷基础之上,组分设计并制备得Ce,Mg:（Lu,Y）3Al5O12闪烁陶瓷,并研究了Y3+引入对其晶格结构、能级结构以及发光性能的影响。结果表明,系列Ce,Mg:（Lu,Y）3Al5O12陶瓷的晶胞参数随Y3+含量线性变化,符合Vegard定理。通过Y3+引入量增加,Ce,Mg:（Lu,Y）3Al5O12陶瓷的导带底位置不断下降,逐渐靠近甚至淹没部分浅能级陷阱。通过控制Y3+含量,可实现浅能级陷阱效应的削弱,从而抑制或加速闪烁响应中的慢分量,促进快闪烁成分的增加。通过优化后,制备得到的Ce,Mg:Lu0.5Y2.5Al5O12陶瓷的光产额为24 500 ph/Me V（1μs门宽）。（3）同时开展了系列Ce:（Gd,Y,Lu）3（Al,Ga）5O12闪烁陶瓷的制备、性能探究与组分设计工作。首先,采用固相反应法结合氧气预烧与热等静压烧结（HIP）后处理的技术路线,成功制备得到纯相Ce:Lu3Ga3Al2O12闪烁陶瓷。其表现出良好的稳态与瞬态发光效率,快闪烁响应含量较高。但该Ce:Lu3Ga3Al2O12陶瓷中存在显着的热离化效应,造成发光过程中的能量损失。因此进一步组分优化设计,延续Ce:Lu3Ga3Al2O12陶瓷的制备工艺,制备得到纯相Ce:Gd2YGa3Al2O12闪烁陶瓷。其表现出纳秒级快衰减（56 ns）、高光产额（6μs门宽时间下为45 000 ph/Me V）、良好的能量分辨率（8.67%）。（4）为获得高光学质量、高闪烁性能的Ce:Gd2YGa3Al2O12陶瓷,采用共沉淀法合成分散性与烧结活性优良的纳米粉体,并进一步通过氧气氛预烧结合HIP后处理制备得到Ce:Gd2YGa3Al2O12透明陶瓷。对Ce:Gd2YGa3Al2O12陶瓷在预烧结以及HIP后处理过程中的微观结构演化进行探究,结果表明,晶粒细小、密度高、残余晶间气孔少、无连通气孔与晶内气孔的微观结构状态的预烧陶瓷是HIP后实现Ce:Gd2YGa3Al2O12陶瓷透明化的重要基础。通过控制陶瓷烧结制度,包括预烧温度、预烧时长以及HIP温度,可对陶瓷样品的气孔类型、气孔数量和晶粒尺寸有效调控。优化烧结条件后,制备得到的Ce:Gd2YGa3Al2O12陶瓷表现出良好的透过率（61%@520 nm）、高光产额（10μs门宽时间下为37 500 ph/Me V）、快闪烁衰减（61 ns）和良好的X射线成像性能。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 Ce~(3+)/Eu~(2+)掺杂无机发光材料概述 |
| 1.2.1 Ce~(3+)/Eu~(2+)掺杂LED荧光粉概述 |
| 1.2.2 Ce~(3+)/Eu~(2+)掺杂长余辉发光材料概述 |
| 1.3 Ce~(3+)/Eu~(2+)掺杂氮(氧)化物发光材料研究进展 |
| 1.3.1 Ce~(3+)/Eu~(2+)掺杂氮(氧)化物荧光粉研究进展 |
| 1.3.2 Ce~(3+)/Eu~(2+)掺杂氮(氧)化物长余辉发光材料研究进展 |
| 1.4 Ce~(3+)/Eu~(2+)离子发光相关理论介绍及研究进展 |
| 1.4.1 质心移动 |
| 1.4.2 晶体场劈裂 |
| 1.4.3 斯托克斯位移 |
| 1.4.4 发光效率及发光稳定性 |
| 1.5 稀土掺杂无机化合物的电子结构及应用 |
| 1.5.1 电子结构图的构筑 |
| 1.5.2 HRBE和VRBE电子结构图的应用 |
| 1.6 课题的研究意义与研究内容 |
| 1.6.1 研究意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 2 研究方法 |
| 2.1 数据统计分析 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 制备方法 |
| 2.2.3 测试与表征 |
| 2.3 理论计算 |
| 3 Ce~(3+)/Eu~(2+)掺杂氮(氧)化物发光材料的电子结构 |
| 3.1 Ce~(3+)/Eu~(2+)掺杂氮化物发光材料的晶体场劈裂 |
| 3.1.1 数据选取 |
| 3.1.2 Ce~(3+)/Eu~(2+)掺杂氮化物荧光粉的晶体场劈裂 |
| 3.1.3 本节小结 |
| 3.2 Ce~(3+)掺杂氮化物发光材料的质心移动 |
| 3.2.1 数据选取 |
| 3.2.2 氮化物中阳离子配位数的确定原则 |
| 3.2.3 Ce~(3+)掺杂氮化物荧光粉的质心移动 |
| 3.2.4 本节小结 |
| 3.3 Ce~(3+)/Eu~(2+)掺杂无机发光材料的斯托克斯位移 |
| 3.3.1 数据选取 |
| 3.3.2 化学组分对斯托克斯位移的影响 |
| 3.3.3 化学组分对声子能量和黄昆因子的影响 |
| 3.3.4 结构对斯托克斯位移的影响 |
| 3.3.5 声子能量-黄昆因子-斯托克斯位移相关关系及物理起源 |
| 3.3.6 本节小结 |
| 3.4 本章总结 |
| 4 Eu~(2+)掺杂氮(氧)化物发光材料的长余辉性能 |
| 4.1 β-Sialon:Eu~(2+)长余辉发光性能与电子结构研究 |
| 4.1.1 样品制备与表征 |
| 4.1.2 XRD分析与晶体结构 |
| 4.1.3 长余辉性能分析 |
| 4.1.4 电子结构与长余辉机理分析 |
| 4.1.5 本节小结 |
| 4.2 Sr_2Si_5N_8:Eu~(2+),B~(3+),O~(2-)长余辉发光性能研究 |
| 4.2.1 样品制备与表征 |
| 4.2.2 XRD分析与晶体结构 |
| 4.2.3 发光性能分析 |
| 4.2.4 长余辉性能分析 |
| 4.2.5 Sr_2Si_5N_8:Eu~(2+),B~(3+),O~(2-)的长余辉机理 |
| 4.2.6 本节小结 |
| 4.3 本章总结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 研究结论 |
| 5.2 前景展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 LED简介 |
| 1.2.1 LED的基本结构与发光原理 |
| 1.2.2 白光LED的实现方式 |
| 1.3 LED用荧光粉概述 |
| 1.3.1 荧光粉的发光原理 |
| 1.3.2 LED用荧光粉的性能指标 |
| 1.3.3 LED 用荧光粉的制备方法 |
| 1.3.4 LED用荧光粉的分类 |
| 1.4 石榴石结构荧光粉概述 |
| 1.4.1 石榴石结构简介 |
| 1.4.2 石榴石结构荧光粉研究进展 |
| 1.5 本论文研究意义、研究内容和创新性 |
| 1.5.1 本论文研究意义 |
| 1.5.2 本论文研究内容 |
| 1.5.3 本论文创新性 |
| 参考文献 |
| 第2章 Y_2Mg_2Al_2Si_2O_(12)基质材料的制备与晶体结构研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 实验方法 |
| 2.2.4 样品表征 |
| 2.3 计算部分 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 YMAS晶体物相结构的实验分析 |
| 2.4.2 YMAS晶体结构模型的理论计算 |
| 2.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 Y_2Mg_2Al_2Si_2O_(12):Ce~(3+),Mn~(2+)颜色可调荧光粉的制备与发光性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 实验方法 |
| 3.2.4 样品表征 |
| 3.3 计算部分 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 YMAS:Ce~(3+)与YMAS:Ce~(3+),Mn~(2+)的物相结构 |
| 3.4.2 YMAS:Ce~(3+)的发光性质 |
| 3.4.3 YMAS:Ce~(3+),Mn~(2+)的发光性质 |
| 3.4.4 YMAS:Ce~(3+),Mn~(2+)中的能量传递现象 |
| 3.4.5 YMAS:Ce~(3+)与YMAS:Ce~(3+),Mn~(2+)的CIE色度坐标 |
| 3.4.6 YMAS:Ce~(3+)与YMAS:Ce~(3+),Mn~(2+)的温度猝灭性质 |
| 3.4.7 YMAS:Ce~(3+)与YMAS:Ce~(3+),Mn~(2+)在白光LED中的应用 |
| 3.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 Y_2Mg_2Al_2Si_2O_(12):Eu~(2+)颜色可调荧光粉的制备与发光性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 实验方法 |
| 4.2.4 样品表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 YMAS:Eu~(2+)的物相结构 |
| 4.3.2 YMAS:Eu~(2+)的发光性质 |
| 4.3.3 YMAS:Eu~(2+)的CIE色度坐标及荧光量子产率 |
| 4.3.4 YMAS:Eu~(2+)的温度猝灭性质 |
| 4.3.5 YMAS:Eu~(2+)在白光LED中的应用 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 Y_2Mg_2Al_2Si_2O_(12):Eu~(2+),Ce~(3+)颜色可调荧光粉的制备与发光性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.2.3 实验方法 |
| 5.2.4 样品表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 YMAS:0.01Eu~(2+),Ce~(3+)的物相结构 |
| 5.3.2 YMAS:0.01Eu~(2+),Ce~(3+)的发光性质 |
| 5.3.3 YMAS:0.01Eu~(2+),Ce~(3+)中的能量传递现象 |
| 5.3.4 YMAS:0.01Eu~(2+),Ce~(3+)的CIE色度坐标 |
| 5.3.5 YMAS:0.01Eu~(2+),Ce~(3+)的温度猝灭性质 |
| 5.3.6 YMAS:0.01Eu~(2+),Ce~(3+)在白光LED中的应用 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 Y_2Mg_2Al_2Si_2O_(12):Eu~(2+),Mn~(2+)单相全光谱荧光粉的制备与发光性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验试剂 |
| 6.2.2 实验仪器 |
| 6.2.3 实验方法 |
| 6.2.4 样品表征 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 YMAS:Eu~(2+),Mn~(2+)的物相结构 |
| 6.3.2 YMAS:Eu~(2+),Mn~(2+)的发光性质 |
| 6.3.3 YMAS:Eu~(2+),Mn~(2+)中的能量传递现象 |
| 6.3.4 YMAS:Eu~(2+),Mn~(2+)的CIE色度坐标及荧光量子产率 |
| 6.3.5 YMAS:Eu~(2+),Mn~(2+)的温度猝灭性质 |
| 6.3.6 YMAS:Eu~(2+),Mn~(2+)在白光LED中的应用 |
| 6.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 Y_2Mg_2Al_2Si_2O_(12):Eu~(3+)红色荧光粉的局域结构与发光性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验部分 |
| 7.2.1 实验试剂 |
| 7.2.2 实验仪器 |
| 7.2.3 实验方法 |
| 7.2.4 样品表征 |
| 7.3 计算部分 |
| 7.4 结果与讨论 |
| 7.4.1 YMAS:Eu~(3+)的物相结构 |
| 7.4.2 YMAS:Eu~(3+)的发光性质 |
| 7.4.3 YMAS:Eu~(3+)的浓度猝灭性质、CIE色度坐标及荧光量子产率 |
| 7.4.4 YMAS:Eu~(3+)的温度猝灭性质 |
| 7.4.5 YMAS:Eu~(3+)在白光LED中的应用 |
| 7.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 附录 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果及学术交流情况 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 稀土离子光谱基本理论 |
| 1.1.1 稀土元素的电子组态 |
| 1.1.2 稀土离子的光谱项命名及能级结构 |
| 1.1.3 Pr~(3+),Gd~(3+)离子能级结构 |
| 1.2 稀土离子发光理论 |
| 1.2.1 位形坐标 |
| 1.2.2 吸收 |
| 1.2.3 能量传递 |
| 1.2.4 发射 |
| 1.3 上转换发光材料 |
| 1.3.1 上转换过程的机理 |
| 1.3.2 稀土离子掺杂的上转换发光材料的研究进展 |
| 1.4 长余辉发光材料 |
| 1.4.1 长余辉材料的研究进展 |
| 1.4.2 长余辉材料的发光机理 |
| 1.4.3 紫外长余辉材料的研究进展 |
| 1.4.4 紫外长余辉材料的基质和发光中心 |
| 1.5 本论文的选题依据和主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 Pr~(3+)离子的紫外、可见及近红外余辉发射性质研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.3 Lu_3Al Mg_2Si_2O_(12):Pr~(3+)的组份与制备温度优化 |
| 2.4 Lu_3Al Mg_2Si_2O_(12):Pr~(3+)的稳态发射性质 |
| 2.5 Lu_3Al Mg_2Si_2O_(12):Pr~(3+)的余辉发射性质 |
| 2.6 Lu_3Al Mg_2Si_2O_(12):Pr~(3+)的稳态发射热猝灭及其机理 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 Gd~(3+)离子的紫外B区窄带余辉发射性质研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 X-ray激发Lu_2Si O_5:Gd~(3+)的余辉发射性质 |
| 3.4 紫外灯激发Lu_2Si O_5:Pr~(3+),Gd~(3+)的余辉发射性质 |
| 3.5 Lu_2Si O_5:Gd~(3+),Pr~(3+)材料中的能量传递过程 |
| 3.6 Lu_2Si O_5:Pr~(3+),Gd~(3+)及Lu_2Si O_5:Pr~(3+)的余辉激发性质 |
| 3.7 Gd~(3+)离子窄带紫外B区余辉发射的潜在应用 |
| 3.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Pr~(3+)离子的上转换可见余辉发射性质研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 上转换激发陷阱填充设计 |
| 4.4 蓝光LED激发Gd_3Ga_5O_(12):Pr~(3+)的余辉发射性质 |
| 4.4.1 样品组份及制备温度优化 |
| 4.4.2 蓝光LED激发后样品的余辉发射性质 |
| 4.5 双光子上转换陷阱填充过程的研究 |
| 4.6 上转换中间态能级性质的研究 |
| 4.7 激发光强度对上转换中间态能级发射性质的影响 |
| 4.8 激发光波长对余辉发射性质的影响 |
| 4.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 Gd~(3+)离子的上转换紫外余辉发射性质研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 Lu_3Al_2Ga_3O_(12):Pr~(3+),Gd~(3+)的上转换激发陷阱填充过程 |
| 5.4 上转换激发特性 |
| 5.5 上转换余辉发射特性 |
| 5.5.1 蓝光LED激发后的余辉发射 |
| 5.5.2 热猝灭对余辉发射的影响 |
| 5.6 Lu_3Al_2Ga_3O_(12):Pr~(3+),Gd~(3+)材料中的能量传递过程 |
| 5.7 上转换中间态能级的确定 |
| 5.8 光激励对上转换陷阱填充的影响 |
| 5.8.1 上转换激发陷阱填充速率方程 |
| 5.8.2 蓝光LED激发下的光学写入与读出 |
| 5.8.3 266 nm激光器激发下的光学写入与读出 |
| 5.9 紫外光学标识应用 |
| 5.10 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 攻读博士期间取得的研究成果与参加的学术活动 |
| 致谢 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 发光材料概述 |
| 1.1.1 稀土或Cr~(3+)掺杂无机发光材料的组成 |
| 1.1.2 发光材料的发光过程 |
| 1.1.3 发光材料的分类 |
| 1.2 长余辉发光材料 |
| 1.2.1 长余辉发光材料的发展历程 |
| 1.2.2 长余辉发光材料的分类 |
| 1.2.3 长余辉发光材料的余辉机理 |
| 1.3 石榴石发光材料 |
| 1.3.1 石榴石的结构与组成 |
| 1.3.2 Ce~(3+)掺杂石榴石发光材料的研究进展 |
| 1.3.3 Cr~(3+)掺杂石榴石发光材料的研究进展 |
| 1.4 稀土和过渡金属离子发光的基本理论 |
| 1.4.1 稀土离子的电子层结构 |
| 1.4.2 稀土离子的光谱项 |
| 1.4.3 稀土离子的能级跃迁及光谱特性 |
| 1.4.4 过渡金属离子d电子跃迁及晶体场理论 |
| 1.5 本论文的研究意义、研究思路及研究内容 |
| 1.5.1 本论文的研究意义 |
| 1.5.2 本论文的研究思路及研究内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 合成方法 |
| 2.3 实验设备 |
| 2.4 测试与表征 |
| 2.4.1 X射线衍射 |
| 2.4.2 扫描电镜及能谱测试 |
| 2.4.3 稳态荧光光谱测试 |
| 2.4.4 紫外-可见光漫反射光谱测试 |
| 2.4.5 长余辉性能测试 |
| 3 Y_3Al_2Ga_3O_(12):Ce~(3+),Yb~(3+)长余辉发光材料的制备与性能研究 |
| 3.1 制备条件对Y_3Al_2Ga_3O_(12):Ce~(3+),Yb~(3+)结构及余辉性能的影响 |
| 3.1.1 样品的制备与表征 |
| 3.1.2 烧结气氛的影响 |
| 3.1.3 烧结温度与烧结时间的影响 |
| 3.1.4 助熔剂的影响 |
| 3.2 B~(3+)对Y_3Al_2Ga_3O_(12):Ce~(3+),Yb~(3+)结构及长余辉性能的影响 |
| 3.2.1 样品的制备与表征 |
| 3.2.2 样品的结构与形貌 |
| 3.2.3 发光性能 |
| 3.2.4 长余辉性能 |
| 3.2.5 热释光激发光谱与电子充放过程 |
| 3.2.6 长余辉机理研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 不同格位取代对Y_3Al_2Ga_3O_(12):Ce~(3+),Yb~(3+),B~(3+)长余辉发光性能的影响 |
| 4.1 不同格位取代对Y_3Al_2Ga_3O_(12):Ce~(3+),Yb~(3+),B~(3+)结构及发光性能的影响 |
| 4.1.1 样品制备与表征 |
| 4.1.2 结构分析 |
| 4.1.3 发光性能 |
| 4.1.4 长余辉性能 |
| 4.2 Si~(4+)对Y_3Al_2Ga_3O_(12):Ce~(3+),Yb~(3+),B~(3+)长余辉性能的影响 |
| 4.2.1 样品制备与表征 |
| 4.2.2 成分与结构 |
| 4.2.3 发光性能 |
| 4.2.4 长余辉性能 |
| 4.2.5 热释光激发光谱与电子充放过程 |
| 4.2.6 VRBE能级图构筑与长余辉机理研究 |
| 4.2.7 热和光激励发光及潜在应用 |
| 4.3 离子共掺对Y_3Al_2SiGa_3O_(12):Ce~(3+)长余辉性能的影响 |
| 4.3.1 样品制备与表征 |
| 4.3.2 长余辉性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 Cr~(3+)掺杂石榴石发光材料的制备与性能研究 |
| 5.1 Cr~(3+)掺杂(CaYLu)(MgSc) (AlSiGe)O_(12)的制备与发光性能研究 |
| 5.1.1 样品制备与表征 |
| 5.1.2 晶体结构分析 |
| 5.1.3 发光及热猝灭性能分析 |
| 5.1.4 NIR-LED封装及生物组织穿透性实验 |
| 5.2 石榴石基质不同格位多种离子占据对Cr~(3+)发光的影响研究 |
| 5.2.1 样品制备与表征 |
| 5.2.2 结构分析 |
| 5.2.3 发光性能分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 LED简介 |
| 1.2.1 发光原理 |
| 1.2.2 LED的发展 |
| 1.2.3 LED的应用 |
| 1.2.4 LED的分类 |
| 1.2.5 LED的优势 |
| 1.2.6 LED的劣势 |
| 1.3 应用于LED的荧光粉 |
| 1.3.1 荧光粉发光机理 |
| 1.3.2 应用于荧光粉的离子种类及选择 |
| 1.3.3 荧光粉的基质种类及选择 |
| 1.3.4 荧光粉的制备方法 |
| 1.3.5 荧光粉的选择 |
| 1.4 应用于LED荧光粉的研究现状 |
| 1.4.1 荧光粉的国内外研究现状 |
| 1.4.2 硼磷酸盐荧光粉的国内外研究现状 |
| 1.5 本课题研究的内容及意义 |
| 第二章 荧光粉的制备及表征 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 荧光粉的制备 |
| 2.4 荧光粉的表征 |
| 2.4.1 荧光粉的发光性能分析 |
| 2.4.2 荧光粉的发光颜色和色温分析 |
| 第三章 Tm/Eu掺杂的Sr_3(PO_4)_(2-x)(BO_3)_x荧光粉 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 样品制备和性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 样品晶体结构分析 |
| 3.3.2 样品傅里叶红外光谱分析 |
| 3.3.3 样品微观形貌分析 |
| 3.3.4 样品荧光光谱分析 |
| 3.3.5 样品发光颜色分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Cu/Sm掺杂的Ca_3(BO_3)_n(PO_4)_(2-n)荧光粉 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 样品制备与性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 样品晶体结构分析 |
| 4.3.2 样品拉曼光谱分析 |
| 4.3.4 样品中掺杂离子的价态 |
| 4.3.5 样品微观形貌观察 |
| 4.3.6 样品荧光光谱 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Ce/Dy掺杂的(Ca_(1-x)Sr_x)_3(PO_4)_(1.4)(BO_3)_(0.6)荧光粉 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 样品制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 样品晶体结构分析 |
| 5.3.2 样品荧光光谱分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 Bi~(3+)/Pr~(3+)掺杂的Sr_3(BO_3)_(0.4)(PO_4)_(1.6)荧光粉 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 样品制备与性能测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 样品晶体结构分析 |
| 6.3.2 样品荧光光谱分析 |
| 6.3.3 样品发光颜色分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间主要科研成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 闪烁材料概述 |
| 1.1.1 闪烁材料的发展 |
| 1.1.2 无机闪烁晶体的发光机理 |
| 1.1.3 闪烁晶体的表征参数 |
| 1.1.4 闪烁晶体的应用 |
| 1.2 中子探测技术概述 |
| 1.2.1 中子探测原理 |
| 1.2.2 中子探测材料 |
| 1.3 晶体生长方法 |
| 1.3.1 提拉法 |
| 1.3.2 下降法 |
| 1.4 本课题选题依据和研究内容 |
| 1.4.1 LiCaAlF_6晶体的研究历史与现状 |
| 1.4.2 LiCaAlF_6 晶体的特性 |
| 1.4.3 LiCaAlF_6中存在的主要问题 |
| 1.4.4 研究目标 |
| 1.4.5 研究内容和关键科学问题 |
| 第2章 实验内容与实验方法 |
| 2.1 技术路线 |
| 2.2 晶体生长 |
| 2.3 主要分析测试手段 |
| 2.3.1 结构分析 |
| 2.3.2 成分分析 |
| 2.3.3 光学性质测试 |
| 2.3.4 闪烁性能测试 |
| 2.3.5 缺陷分析 |
| 第3章 Eu掺杂LiCaAlF_6晶体的生长、结构及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 LiCaAlF_6:Eu晶体自发成核生长及性能研究 |
| 3.2.1 原料制备 |
| 3.2.2 自发成核生长 |
| 3.2.3 结构及成分分析 |
| 3.2.4 光学性质 |
| 3.2.5 闪烁性能 |
| 3.2.6 缺陷分析 |
| 3.3 LiCaAlF_6:Eu晶体籽晶定向生长及均匀性研究 |
| 3.3.1 籽晶定向生长 |
| 3.3.2 物相分析 |
| 3.3.3 轴向分布 |
| 3.3.4 径向分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 LiCaAlF_6:Eu晶体闪烁性能的调控方法与优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Eu掺杂浓度优化研究 |
| 4.2.1 不同浓度Eu晶体生长 |
| 4.2.2 成分分析 |
| 4.2.3 光学性质 |
| 4.2.4 闪烁性能 |
| 4.2.5 缺陷分析 |
| 4.3 退火对LiCaAlF_6:Eu性能影响研究 |
| 4.3.1 空气气氛下退火 |
| 4.3.2 还原条件下退火 |
| 4.4 Eu与同价或异价离子共掺杂研究 |
| 4.4.1 Eu-Cu共掺杂 |
| 4.4.2 Eu-Ba、Eu-Mg共掺杂 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 Ce、Sm、Pr掺杂LiCaAlF_6晶体的生长与性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ce~(3+)掺杂LiCaAlF_6晶体的生长和性能研究 |
| 5.2.1 成分分析 |
| 5.2.2 光学性质 |
| 5.2.3 闪烁性能 |
| 5.2.4 缺陷分析 |
| 5.3 Sm~(3+)掺杂LiCaAlF_6晶体的生长和性能研究 |
| 5.3.1 光学性质 |
| 5.3.2 闪烁性能 |
| 5.3.3 缺陷分析 |
| 5.4 Pr~(3+)掺杂LiCaAlF_6晶体的生长和性能研究 |
| 5.4.1 光学性质 |
| 5.4.2 闪烁性能 |
| 5.4.3 缺陷分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 白光LED概述 |
| 1.2.1 白光LED的结构和工作原理 |
| 1.2.2 白光LED实现方式 |
| 1.2.3 白光LED的性能参数 |
| 1.2.4 白光LED用荧光粉的性能要求 |
| 1.3 发光材料概述 |
| 1.3.1 发光材料组成 |
| 1.3.2 稀土发光材料概述 |
| 1.3.3 发光材料的基本表征 |
| 1.4 LED用荧光粉研究现状 |
| 1.4.1 蓝光发射荧光粉 |
| 1.4.2 绿光发射荧光粉 |
| 1.4.3 黄光发射荧光粉 |
| 1.4.4 红光发射荧光粉 |
| 1.4.5 单一基质白光发射荧光粉 |
| 1.4.6 近红外发射荧光粉 |
| 1.5 选题目的和意义 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 主要化学试剂 |
| 2.2 样品制备 |
| 2.3 分析测试 |
| 2.3.1 X-射线粉末衍射仪(XRD) |
| 2.3.2 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),高分辨透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.3 X-射线能量散射谱(EDX) |
| 2.3.4 荧光光谱 |
| 2.3.5 漫反射光谱 |
| 2.3.6 荧光寿命 |
| 2.3.7 热稳定性 |
| 2.3.8 X-射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.9 绝对量子效率测试仪 |
| 第3章 镧系离子掺杂的磷灰石氮氧化物的合成与发光特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Eu~(2+)/Ce~(3+)/Tb~(3+)掺杂的La_8Ca_2(Si_4P_2O_(22)N_2)O_2发光材料 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 结果与讨论 |
| 3.2.3 小结 |
| 3.3 La_8Ba_2(Si_4P_2O_(22)N_2)O_2:Eu~(2+)/Ce~(3+)/Tb~(3+)发光材料 |
| 3.3.1 样品制备 |
| 3.3.2 结果与讨论 |
| 3.3.3 小结 |
| 第4章 新型单组分白光发射荧光粉Y_3Ga_5O_(12):Bi~(3+),Mn~(2+) |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 物相分析与晶体结构 |
| 4.3.2 发光性质 |
| 4.3.3 LED应用 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 Mn离子在石榴石结构化合物中的自还原与价态调控 |
| 5.1 Ca_3M_2Ge_3O_(12):Mn~(2+),Mn~(4+)(M=Al,Ga)中Mn离子的格位与发光 |
| 5.1.1 引言 |
| 5.1.2 样品制备 |
| 5.1.3 结果与讨论 |
| 5.1.4 小结 |
| 5.2 Gd_3Ga_(5-x)Al_xO_(12):Mn荧光粉中Mn价态的调控 |
| 5.2.1 引言 |
| 5.2.2 样品制备 |
| 5.2.3 结果与讨论 |
| 5.2.4 小结 |
| 第6章 ZnGa_(2-y)AlyO_4:Mn~(2+),Mn~(4+)的发光性质及温敏特性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样品制备 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 晶格结构和物相表征 |
| 6.3.2 发光性质 |
| 6.3.3 热稳定性与光学温度传感 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 Gd_3Sc_2Ga_3O_(12):Ce~(3+),Cr~(3+),Ln~(3+)三掺杂离子的能量传递 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 样品制备 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 物相表征和结构分析 |
| 7.3.2 发光性质 |
| 7.4 小结 |
| 第8章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其它研究成果 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 稀土发光材料 |
| 1.1.2 稀土元素 |
| 1.1.3 稀土离子发光的基本理论 |
| 1.2 透明陶瓷的概述 |
| 1.2.1 透明陶瓷简介 |
| 1.2.2 影响透明陶瓷透过率的因素 |
| 1.2.3 陶瓷的制备流程 |
| 1.2.4 激光透明陶瓷的进展 |
| 1.2.5 倍半氧化物的性质 |
| 1.2.6 2.0μm激光的应用及其产生 |
| 1.3 激光照明用荧光陶瓷 |
| 1.3.1 半导体LED和激光照明 |
| 1.3.2 半导体激光照明实现白光的方式 |
| 1.3.3 激光照明的应用 |
| 1.3.4 激光激发远程荧光粉技术 |
| 1.4 选题依据及主要研究内容 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 Tm:(Lu_(0.8)Sc_(0.2))_2O_3 陶瓷纳米粉体的制备及研究 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 主要原料及设备 |
| 2.2.1 实验验原料及仪器 |
| 2.2.2 沉淀法合成粉体实验过程 |
| 2.2.3 性能表征 |
| 2.3 结果及讨论 |
| 2.3.1 滴定方式的选择 |
| 2.3.2 沉淀剂种类 |
| 2.3.3 反应体系温度 |
| 2.3.4 盐溶液浓度 |
| 2.3.5 (NH_4)_2SO_4的添加 |
| 2.3.6 粉体焙烧温度 |
| 2.3.7 乙醇分散剂 |
| 2.3.8 粉体的晶相 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Tm:(Lu_(0.8)Sc_(0.2))_2O_3 陶瓷凝胶注模工艺及陶瓷性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验原料及过程 |
| 3.2.1 实验原料及实验仪器 |
| 3.2.2 实验过程 |
| 3.2.3 性能表征 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 p H对浆料Zeta电位的影响 |
| 3.3.2 pH对浆料流变性的影响 |
| 3.3.3 分散剂含量对浆料流变性的影响 |
| 3.3.4 固含量对浆料流变性的影响 |
| 3.3.5 成型方式对陶瓷微观结构的影响 |
| 3.3.6 坯体的烧结活性 |
| 3.3.7 ZrO_2含量对陶瓷微观形貌的影响 |
| 3.3.8 陶瓷的光学性能 |
| 3.3.9 激光实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 荧光陶瓷的制备及其在激光照明中的应用 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验原料及过程 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 实验过程 |
| 4.2.3 实验表征 |
| 4.3 YAG:Ce荧光陶瓷的性能研究 |
| 4.3.1 YAG:Ce荧光陶瓷膜的微观结构 |
| 4.3.2 YAG:Ce荧光陶瓷膜的荧光性能 |
| 4.3.3 YAG:Ce荧光陶瓷膜的热稳定性 |
| 4.3.4 YAG:Ce荧光陶瓷膜在激光照明中的应用 |
| 4.4 CASN/Lu AG复合荧光陶瓷膜的性能研究 |
| 4.4.1 荧光粉的形貌和荧光性能 |
| 4.4.2 CASN/LuAG荧光陶瓷膜的形貌 |
| 4.4.3 CASN/LuAG荧光陶瓷膜在激光照明中的应用 |
| 4.4.4 不同荧光陶瓷膜的显色性 |
| 4.4.5 不同荧光陶瓷膜的效率 |
| 4.4.6 R/G=1/15的复合荧光陶瓷膜的性质 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 全文总结和展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 稀土与Ce~(3+)离子的发光 |
| 1.1.1 稀土发光 |
| 1.1.2 稀土元素的电子结构和Ce~(3+)的发光特征 |
| 1.2 YAG:Ce~(3+)石榴石型荧光粉 |
| 1.3 改性钇铝石榴石荧光粉的研究进展 |
| 1.4 本课题的研究意义 |
| 1.5 本课题的研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验原料、试剂与设备 |
| 2.2 实验工艺流程 |
| 2.3 分析与测试 |
| 第三章 Ce~(3+)掺杂Y_(3-x)M_xAl_(5-x)Si_xO_(12)(M=Ba, Sr, Ca, Mg)荧光粉的晶体结构和发光性能研究 |
| 3.1 M_xY_(3-x)Al_(5-x)Si_xO_(12):Ce~(3+)(x=0.2, 0.4, 0.6, 0.8,1.0)荧光粉的晶体结构 |
| 3.2 Y_(2.2-y)M_(0.8)Al_(4.2)Si_(0.8)O_(12):yCe~(3+)(y= 0.01, 0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)荧光粉的发光性能 |
| 3.3 Y_(1.94)MAl_4SiO_(12):0.06Ce~(3+)(M=Ba,Sr,Ca,Mg)荧光粉的量子效率 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Y_(3-x)M_xAl_(5-x)Si_xO_(12):0.06Ce~(3+)(M=Ba,Sr,Ca,Mg,x=0.2, 0.4, 0.6, 0.81)荧光粉的热猝灭及其他性质 |
| 4.1 Y_(3-x)M_xAl_(5-x)Si_xO_(12):0.06Ce~(3+)(M=Ba, Sr, Ca, Mg,x=0.2, 0.4, 0.6, 0.81)荧光粉的热猝灭性质 |
| 4.2. Y_(1.94)MAl_4SiO_(12):0.06Ce~(3+)(M=Ba,Sr,Ca,Mg)荧光粉的色坐标 |
| 4.3 Y_(1.94)MAl_4SiO_(12):0.06Ce~(3+)(M=Ba,Sr,Ca,Mg)荧光粉的微观形貌 |
| 4.4. Y_(1.94)MAl_4SiO_(12):0.06Ce~(3+)(M=Ba, Sr, Ca, Mg)荧光粉的线性收缩率 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 闪烁材料概述 |
| 1.1.1 闪烁及其物理机制 |
| 1.1.2 闪烁材料的评价指标 |
| 1.1.3 闪烁材料的发展 |
| 1.1.4 闪烁材料的应用 |
| 1.2 石榴石闪烁材料 |
| 1.2.1 石榴石结构特点 |
| 1.2.2 石榴石闪烁单晶与陶瓷的发展 |
| 1.3 石榴石透明闪烁陶瓷的制备 |
| 1.3.1 反应烧结法 |
| 1.3.2 非反应烧结法 |
| 1.4 论文选题依据与研究内容 |
| 第2章 实验原料、设备与表征方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 测试表征方法 |
| 2.3.1 材料组成与形貌表征 |
| 2.3.2 光学及发光性能测试 |
| 第3章 Ce,Mg:Lu_3Al_5O_(12)闪烁陶瓷的性能优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ce,Mg:Lu_3Al_5O_(12)闪烁陶瓷的制备 |
| 3.3 Ce,Mg:LuAG闪烁陶瓷的退火制度优化 |
| 3.3.1 退火温度对Ce,Mg:LuAG闪烁陶瓷光学质量与微观结构的影响 |
| 3.3.2 退火温度对Ce,Mg:LuAG闪烁陶瓷发光性能的影响 |
| 3.3.3 退火温度对Ce,Mg:LuAG闪烁陶瓷缺陷状态的影响 |
| 3.4 Ce,Mg:LuAG闪烁陶瓷的铈离子掺杂浓度优化 |
| 3.4.1 不同铈离子掺杂浓度Ce,Mg:LuAG陶瓷晶格结构分析 |
| 3.4.2 铈离子掺杂浓度对Ce,Mg:LuAG闪烁陶瓷发光性能的影响 |
| 3.4.3 不同铈离子掺杂浓度Ce,Mg:LuAG闪烁陶瓷热释光行为研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Ce:(Lu,Y,Gd)_3(Al,Ga)_5O_(12)闪烁陶瓷的制备与组分设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ce,Mg:LuYAG闪烁陶瓷的研究 |
| 4.2.1 Ce,Mg:Lu YAG闪烁陶瓷的制备 |
| 4.2.2 Y~(3+)引入对Ce,Mg:LuYAG陶瓷晶格结构的影响 |
| 4.2.3 Y~(3+)引入对Ce,Mg:LuYAG陶瓷能级结构的影响 |
| 4.2.4 Y~(3+)引入对Ce,Mg:LuYAG陶瓷闪烁性能的影响 |
| 4.2.5 Y~(3+)引入对Ce,Mg:LuYAG陶瓷缺陷状态的影响 |
| 4.3 Ce:LuGAG闪烁陶瓷的制备与性能研究 |
| 4.3.1 Ce:LuGAG闪烁陶瓷的制备 |
| 4.3.2 物相与微观结构分析 |
| 4.3.3 发光与闪烁性能评价 |
| 4.4 Ce:GYGAG闪烁陶瓷的制备与性能研究 |
| 4.4.1 Ce:GYGAG闪烁陶瓷的制备 |
| 4.4.2 物相与微观结构分析 |
| 4.4.3 发光与闪烁性能评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 非反应烧结法制备Ce:(Y,Gd)_3(Al,Ga)_5O_(12)闪烁陶瓷 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ce:GYGAG粉体及透明陶瓷的制备 |
| 5.3 共沉淀法合成Ce:GYGAG纳米粉体 |
| 5.3.1 前驱体组成及煅烧过程分析 |
| 5.3.2 Ce:GYGAG纳米粉体表征 |
| 5.4 Ce:GYGAG闪烁陶瓷的制备与微观结构调控 |
| 5.4.1 预烧温度对Ce:GYGAG闪烁陶瓷微观结构的影响 |
| 5.4.2 预烧时间对Ce:GYGAG闪烁陶瓷微观结构的影响 |
| 5.4.3 热等静压温度对Ce:GYGAG闪烁陶瓷微观结构的影响 |
| 5.5 Ce:GYGAG透明闪烁陶瓷的发光及闪烁性能评价 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
