4、总结 18

参考文献 19

致谢 20

1、引言

我国是一个稀土元素资源大国，早期对稀土元素的不认识，廉价卖出了大量的稀土元素源Q于W优E尔A论S文R网wwW.yOueRw.com 原文+QQ75201,8766 ，导致国家大量的稀土资源流失，近年来，随着稀土元素知识认识的不断加强，国内科研人员意识到稀土离子的独特而优秀的发光特性以及应用前景，学习稀土元素知识的同时，进行了大量的研究，并且得到了不错的研究成果，也有大量的稀土发光材料进入日常生活改变着我们的生活。尽管对于稀土发光材料得到了不少的收获，但依旧有不少的问题与限制存在，依旧需要对稀土发光材料进行不断的尝试研究，以取得更好的改进。

1。1稀土离子的发光特点

最初，稀土元素从极稀少的矿物中以氧化物的形式被发现，当时氧化物被称作为土，从而得名为稀土，稀土元素共有十七种：钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。三价稀土离子是稀土元素的特征离子，除La3+、Lu3+之外的其余镧系离子的4f电子都能够在7个f轨道上任意分布，从而产生各种光谱项和能级，形成的谱线多达3万多条，因此可以发射从紫外到红外的各种波长的电磁辐射，从而表现出各种颜色：[1]

此外，由于稀土离子的4f电子能级很多，且吸光时电子的跃迁发生在4f能级内，稀土离子的吸光光谱非常窄，特异性强的发光特点，同时，由于稀土离子具有较大的STOKES位移，不会与发射光谱发生重叠，因而可以减少重叠的干扰，等等诸类优秀的特点，稀土元素在发光材料领域受到了越来越多的关注。来自优Y尔L论W文Q网wWw.YouERw.com 加QQ7520~18766

1。2稀土掺杂的上转换发光材料与下转换发光材料

稀土离子具有的优异发光性能使其在发光材料的领域得到了广发的研究与应用。根据稀土发光材料发光的机理，可以将其分为上转换发光材料与下转换发光材料。

稀土上转换发光材料能够在长波长激发光的条件下，发射出短波长光的发光材料，即将低频率激发光转换成高频率发射光，是一种反—斯托克斯发光（Anti-stokes），发光中心相继吸收２个或者多个低能量光子，经过无辐射弛豫达到激发态，进而跃迁至基态产生短波长光子，因而也被称作为双光子材料。[2]

下转换发光材料则是通过吸收高频率激发光，发射出低频率发射光的材料。由于这是普通的发光机制，科研领域的研究已经比较成熟，下转换发光材料在生产生活中的应用相当普遍，例如，其在农业生产中将紫外光转化为有利于农作物生长的红外光，从而有利于农作物的光合作用。[3]另一方面，由于下转换发光材料对激发光有高频率的要求，应用会有一定的制约，例如由于高频率激发光会对生物结构与性质造成一定的破坏影响，导致下转换材料在生物应用领域受到一定的限制。

相比而言，稀土上转换发光材料的研究虽然没有下转换材料那样的成果，但目前科研领域中对其的关注度越来越高，正是因为其具有的独特的发光特性，发射谱线窄、荧光寿命长、发光稳定、荧光背景低和低毒性等特点。[5-6]尽管研究成果不如上者多，但也有不少成果被应用于生产生活中，例如，在医学、生物应用领域作荧光标记，紫外激发的白光LED灯的重要材料等等。[4]

稀土上转换发光材料由基质材料、敏化剂和激活剂三大成分组成，结构决定性能，作为上转换材料的基质材料，一般需要满足自身不能受到激发而发光但又能为稀土离子提供稳定晶型的要求，这一要求对基质材料本身的稳定性有着较高的要求；同时，由于稀土离子的4f能级十分密集，能级之间间隔很小，而稀土离子正是由于4f电子层内的电子跃迁引起荧光发光，这就要求基质材料具有较小的晶格振动能量，即较小的声子能量。目前，常见的基质材料有卤化物体系、氧化物体系、氟氧化物体系和硫化物体系。[7]论文网