第9章 发光材料ppt课件.ppt

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1、第九章发光材料9.1材料的发光机理9.2光致发光材料9.3电致发光材料9.4射线致发光材料9.5等离子发光材料教学目标及基本要求掌握材料的发光机理，发光材料的发光特征，光致发光机理，电致发光机理，射线致发光机理，等离子概念及发光原理。熟悉和了解上转换发光材料，电致发光材料，阴极射线致发光材料，X射线致发光材料，等离子体发光显示屏及材料。教学重点和难点（1）材料的发光机理及发光材料的发光特征（2）光致发光机理（3）电致发光机理（4）射线致发光机理（5）等离子概念及发光原理习题1、材料的发光机理及发光材料的发光特征？2、光致发光、电致发光、

2、射线致发光、等离子发光的原理各是什么？3、什么是等离子体？第九章发光材料发光是辐射能量以可见光的形式出现。辐射或任何其他形式的能量激发电子从价带进入导带，当其返回到价带时便发射出光子（能量为1.8~3.1eV）。如果这些光子的波长在可见光范围内，那么，便产生了发光现象。热辐射与冷光。发光材料品种很多，按激发方式发光材料可以分为：（1）光致发光材料：发光材料在光（通常是紫外光、红外光和可见光）照射下激发发光。（2）电致发光材料：发光材料在电场或电流作用下的激发发光。（3）阴极射线致发光材料：发光材料在加速电子的轰击下的激发发光。（4）热致

3、发光材料：发光材料在热的作用下的激发发光。（5）等离子发光材料：发光材料在等离子体的作用下的激发发光。材料光吸收的本质9.1材料的发光机理一、材料的发光机理1、分立中心发光(未离化)发光材料的发光中心（即发光体内部在结构中能发光的分子）受激发时并未离化，即激发和发射过程在彼此独立的、个别的发光中心内部的发光叫做分立中心发光。这种发光是单分子过程，并不伴随有光电导，故又称“非光电导型”发光。分立中心发光有两种情况：图9－1分立中心发光（a）自发发光（b）受迫发光（1）自发发光。受激发的粒子（如电子）受粒子内部电场作用从激发态A回到基态G

4、时的发光，叫自发发光，如图9－1（a）所示。自发发光的特征是，与发射相应的电子跃迁的几率基本上决定于发射体内的内部电场，而不受外界因素影响。（2）受迫发光。受激发的电子只有在外界因素影响下才发光，叫受迫发光。受迫发光的特征是，发射过程分为两个阶段，如图9-1(b)所示，受激发的电子出现在受激态M上时，从状态M直接回到基态G上是禁阻的。在M上的电子，一般也不是直接从基态G上跃迁来的，而是电子受激后，先由基态G跃迁到A，再到M态上，M这样的受激态称为亚稳态。受迫发射的第一阶段是由于热起伏，电子吸收能量后，从M态上到A，要实现这一步，电子在M

5、态上需要花费时间，等待机会，从A态回到G态是允许的，这就是受迫发射的第二阶段。由于这种发光要经过亚稳态，故又称为亚稳态发光。2、复合发光(离化)发光材料受激发时分离出一对带异号电荷的粒子，一般为正离子(空穴)和电子，这两种粒子在复合时便发光，叫复合发光。由于离化的带电粒子在发光材料中漂移或扩散，从而构成特征性光电导，所以复合发光又叫“光电导型”发光。复合发光可以在一个发光中心上直接进行，即电子脱离发光中心后，又回来与原来的发光中心复合而发光，呈单分子过程，电子在导带中停留的时间较短，不超过10-10s，是短复合发光过程。大部分复合发光是

6、电子脱离原来的发光中心后，在运动中遇到其他离化了的发光中心复合发光，呈双分子过程，电子在导带中停留的时间较长，是长复合发光过程。二、发光材料的发光特征1、颜色特征不同发光材料有不同的发光颜色。材料的发光光谱(又称发射光谱)可分为下列三种类型：宽带、窄带、线谱。宽带:半宽度～100nm窄带:半宽度～50nm线谱:半宽度～0.1nm稀土发光材料2、发光强度特征由于发光强度是随激发强度而变的，通常用发光效率来表征材料的发光本领。发光效率可用量子效率、能量效率及光度效率三种方法表示。量子效率：发光的量子数与激发源输入的量子数的比值；能量效率：发

7、光的能量与激发源输人的能量的比值；流明效率：发光的流明数与激发源输入的能量的比值(lm/W)。颜色特征不同的发光材料有不同的发光颜色，发光材料的种类很多，它们发光的颜色可覆盖整个可见光的范围。材料的发光光谱(又称发射光谱)可分为：宽带：半宽度=100nm，如CaWO4；窄带：半宽度=50nm，如Sr(PO4)3Cl:Eu3+；线谱：半宽度=0.1nm，如GdVO4:Eu3+（钆，铕）究竟一个材料的发光光谱属于哪一类，这既与基质有关，又与杂质有关。而且随着基质的改变，发光的颜色也可改变。2、发光材料的发光特征光谱半宽度Δλ:它表示发光管的

8、光谱纯度.是指光谱图1/2峰值光强所对应两波长之间隔。3、发光持续时间特征最初的发光分为荧光和磷光两种。荧光是指在激发时发出的光；磷光是指在激发停止后发出的光。发光总是延迟于激发的。发光的衰减规律很难用一个