1。2。1 稀土发光材料的优点

稀土发光材料元素是具有相似物化性质的材料,镧系元素的电子结构特点是都含有4f电子壳层,差别只是壳层中电子的填充数目不同。由于它的电子结构形式能够形成各种程度的离子状态,所以稀土元素正价离子具有不同颜色:La血色,Ce无色,Pr苹果绿,Nd紫红色,Pm粉红色,Sm黄色,Eu浅红色,Gd无色,Tb浅红色,Dy黄色,Ho浅黄色,Er玫瑰红,Tm浅绿色,Yb无色,Lu无色[12]。

元素的电子结构决定发光性能,因为稀土元素拥有独特的电子结构,所以正是因为这个特点而被广泛应用在发光材料中。这可以分别从元素电子层,外层轨道能量跃迁,寿命,激发能量的吸收,物理化学性质5个方面体现出来:首先,与一般离子比较,4f电子层的稀土离子占有许许多多荧光特效,离子最外层电子结构相同,多数稀土元素离子可以在7个4f能级间随意分布,从而产生各种不同的电子能级,并且能够在可见光范围吸收和发射各种波长电磁辐射,因此稀土发光材料拥有着各种各样的荧光特性。第二,由于稀土元素最外层和p轨道之间独特的结构,从而使得能量跃迁变化大,能级差很小,因此表现出线状的光谱,发光强度比较强。第三,稀土发光材料与一般元素的发光材料寿命都很长。第四,激发能量的吸收是每种发光材料都具备的能力,然而稀土元素在吸收激发能量方面有着非常高的转换效率。最后,稀土发光材料的物理化学性质比一般元素的都稳定。

1。2。2 稀土材料的光谱特征来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*

稀土离子因为其独特的电子层结构,而拥有一般元素不具有的光谱特征,且稀土离子发光面积极其广泛,一般的发光材料都离不开稀土元素。稀土离子的最外层电子结构-4f5d电子能态具有屏蔽作用,所以它占有丰富的电子量级和高寿命发射态,并且能够产生许许多多种能量吸收和放射,构成各种稀土材料的发光原理。除此之外,4f电子在f与f、f与d能级之间能够发生跃迁,可以观察到的光谱大约有30000多种,它们可发出各种光波的辐射,这是因为稀土电子丰富的能级跃迁和它的4f电子层的结构,所以在此基础上我们发现了更多的新型发光材料[13]。

1。2。3 稀土材料的分类

因为稀土元素在元素周期表上的排列独特,所以拥有独特的特点,在发光材料中,稀土材料发光的种类繁多,因此大致从基质材料和稀土元素作用两个方面来分类:基质材料:在各种物质中都有分类,其中大致的分类分为无机和有机的,在稀土材料分类中的基质材料也是按无机和有机这两方面来分的。一种是无机发光材料,随着社会的不断进步,商业化也在不断在突破一个又一个的辉煌。现在商业化的大多数发光材料都在使用无机发光材料为原基质,目前研究较多的发光材料为晶态材料,然而粉末状的多晶材料在市场多数被应用。还有一种是有机发光材料,它们可以获得可见光范围内的全部颜色。在发光电器中,它们具有制备简单,成本低,寿命长等优点,但是不是每个东西都完美的,它也拥有一些缺点,如物质不稳定,需要在特定的环境内进行[14]。

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