长余辉发光材料综述

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1、1996年，Matsuzawa等人报道了D严共掺杂SrAg”E严的长余辉发光特性，比先前报道广泛应用的ZnS:Cu,Co发光强度强10倍以上。以后，人们开始寻求稳定且有效的长余辉发光材料并对此进行研究。然而，自SrAl2O4：Eu2+,Dy"的发现已过了将近20年，时至今日长余辉发光材料的数目相对还比较少。并且，对于长余辉发光的物理机制还不是很清楚。尽管大部分研究人员支持普遍的理论，例如长寿命陷阱能级的存在，但是许多细节还不是很明确。此论述中，展示了已熟悉的基于EU”发射的长余辉发光材料的重要类别、制备，此外我们还对可以用来解释不用化合物长余辉发光材

2、料的物理机制模型进行论述。1、介绍长余辉发光是一种发光现象，当材料收到高能量辐照（典型的紫外照射以及B-射线辐照）受激发光，激发光停止后发出的可见光可在一段时间（几秒到几小时）内保持肉眼可见。这种现象叫做磷光、长余辉现象或者LLP（LongLastingPhosphorescence）。本论述中我们将会阐明，长余辉发光现象是由于热激发所引起的被陷阱捕获载流子的缓慢释放。所以，发光过程受到温度变化的影响。通常，热激发-被捕获的载流子的热释放所引起的光输出是温度的函数，用此方法的可以测定陷阱能级。长余辉发光现象被人们所了解已达一千多年。在古代中国的壁画上

3、，混合特殊珍珠外壳的颜色，使之在夜晚也能被看到。最早的关于长余辉发光的观察可以追溯到1602年，那是鞋匠和炼金术家VincenzoCasciarolo发现了有名的重晶石（Bolognastone）。这种石头的发光由FortuniusLicetus在1640年所记录。这种发光很有可能是由于石头中所含有的BaS所引起。石头中所存在的自然杂质对发光的持续起到了关键作用。直到20世纪末，人们才开始对长余辉发光现象进行研究。几十年来，掺Cu的ZnS（后来掺Co）是最重要应用最广泛的磷光体。这种材料广泛应用于各种商业产品中例如钟表的拨盘、发光油漆以及夜晚发光玩具

4、。然而，这种材料所达到的发光强度以及发光寿命非常低，不能满足实际需要。为了解决这个问题，一些放射性元素加入到发光粉中来提高发光的亮度和寿命。即使这样，对于夜晚可发光的商品来讲，必须足够多的发光材料来发挥理想的长余辉性质。1996年8月，Matsuzawa等人发表了一篇文章，给到目前为止还不是很流行的长余辉发光材料领域造成了冲击。通过向绿光荧光粉SrAB/Eu-（本身已具备发光强度相对较强余辉时间较长的性质）掺入稀土元素DyJ他们合成了在受激发后可以发出较强烈光的材料（同时，Takasaki也独立的报道了相似的结果）。他们发现，相对于ZnS：Cu,Co

5、,这种材料具备较强的初始发光光强以及较长的发光寿命。他们的发现开启了对寻求长余辉发光性质更好的材料研究。起先，研究侧重于碱金属铝酸盐材料，研究进行了几年时间直至其他类型的化合物发光材料发现。2001年，Lin等人报道了一种长余辉发光材料Sr2MgSi2O7：Eu-,Dy-,不久发现其他掺杂的铝酸盐材料也具备相似的长余辉特性。目前,SrAl2O4:Eu-,Dy-的发现已过了20年，对长余辉发光的新材料研究始终是个热点。而惊奇的是，目前已知的具有较理想的长余辉发光强度和时间的材料数目仍然有限。在此综述中，主要描述在过去的20年中主要的发现以及对报道过得材

6、料进行论述。论述限制在大部分发光是由Ef+离子引起的，因为这些离子是长余辉发光材料中最常见的激活剂。1000001—(E、PQW)oocracErl-mo-Z」Q4」V5101001000Timo(min.)Bo图一不同材料在20lx的照射下的长余辉特性比较。A：SrAl2O4：Eu",B:SrAl2O4:Eu2+,Dy3',C:SrAl2O4：Eu2+,Dy3+,D:ZnS：Cu,Co70605040302010suo一3040」

7、发表的文早引用数在关于s「mo4的著名文章中‘Matsuzawa等人提出了可以解释长余辉发光存在的物理机制。这种机制起先被大部分研究者所接受，但是像Holsa和Dorenbos等人对其合理性提出了质疑。相继提出了其他更为复杂的模型来解决相关问题。目前，大部分人同意长余辉发光后的普遍观点，但是一些细节还不明确，且对此讨论正在继续。所以，讨论和比较不同物理机制模型是很有必要的。2、已知的化合物很多基质材料可以用来作为发光化合物，而当具体到长余辉发光材料时，基质材料的数目相对就比较少。对长余辉发光现象的研究主要围绕铝酸盐(以SrAg为代表)还有硅酸盐(以S

8、r2MgSi2O7为代表)。除了这两种主要材料，其他的很少存在以E严离子为激活剂的长余辉材料。我们主要论述基