4  荧光粉发光机理

发光就是物体把吸收的能量转化为光辐射的过程。当材料受到诸如光照、外加电场或电子束轰击等的激发后，吸收外界能量，处于激发状态，它在跃迁回到基态的过程中，吸收的能量会通过光或热的形式释放出来。如果这部分能量是以光的电磁波形式辐射出来，即为发光。根据引起发光的外界作用的不同，可以将发光现象分为热辐射发光，化学发光，电致发光用等类别，其中用光激发材料而产生的发光现象，称为光致发光[9]。本论文的研究是针对光致发光现象展开的，叙述中提到发光现象时如果没有说明，则专指光致发光现象。

一种发光中心A在它的基质晶格中的发光行为，EX-激发，EM-发射（辐射回基态），Heat-非辐射回基态文献综述

 发光中心A的能级示意图，R-辐射跃迁回到基态，NR-非辐射跃迁回到基态

通常，发光材料包括基质、发光中心（激活剂）两个主要部分。发光的物理过程从发光行为角度可简单理解为：如图1所示，发光中心吸收激发能量，并将其转化为辐射发光和非辐射的晶格热振动能。而从能级跃迁的角度理解则可认为：如图2所示，发光中心吸收激发光的能量跃迁到激发态，然后从激发态又以能级辐射跃迁的形式回到基态并发出光，或以非辐射的形式回到基态。

    物质的发光可分为两类情况：第一类是物质受热而产生热辐射，从而发光；第二类则是物体受到某种激发而使得电子吸收的能量跃迁到高激发态，当电子由高激发态返回至基态时以可见光形式辐射出能量。稀土发光材料的发光主要是以化合物为基质，以稀土元素为激活剂，而基质材料本身并不发光，发光主要是靠掺杂的这些稀土“杂质”，它在基质材料的晶格中以发光中心的形式而存在，从而使得掺杂材料具有发光的性能，因此也称稀土荧光粉。

荧光粉是种能将外部能量转变为可见光的发光材料，是照明、显示领域中的重要支撑材料，它是现如今生活中极其重要的材料。因此有必要对荧光粉进行深入了解。荧光粉的发光机理，与热辐射相比，荧光是种产生具有很少热量的光的过程。适当的材料吸收高能辐射，接着就发出光，所发光子的能量比激发辐射的能量低。激发荧光粉的高能辐射可以是电子或者具有高速度的离子，也可以是从γ射线到可见光范围的光子[9] 。本文主要涉及近紫外到可见光范围的光子激发荧光粉材料。

5  发光离子的能量传递

为了实现发光颜色的多色化，一个很重要的途径是利用荧光粉中发光离子间的能量传递作用来调控各自发射峰的发光强度，进而获得发光颜色的改变。通常，在LED用荧光粉材料中，最常用的发光离子组合有Ce3+-Mn2+、Eu2+-Mn2+、Tb3+-Mn2+、Ce3+-Tb3+、Eu2+-Ce3+等。来,自,优.尔:论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-

5。1  Ce3+-Mn2+

图3为Ca1。985-xGeO4:0。015Ce3+,xMn2+(0≤x≤0。015)系列样品在600nm监控下所得到的激发光谱[10]。从图中可以看出，系列样品最强的激发都是400-520nm之间的激发带，峰值位于465 nm。经过与单掺杂Ce3+离子的Ca2GeO4的激发光谱对比，可以看出这个激发带属于Ce3+离子的4f-5d跃迁吸收。除了这个激发带之外，共掺Ce3+和Mn2+离子的样品在200-250nm还出现了一个激发带，其峰值位于240nm附近。与单掺杂Mn2+离子的Ca2GeO4的激发光谱对比可以看出，这个激发带应归属于Mn2+离子的6A1g(S)→4A1g(F)跃迁吸收，而不是Ce3+离子的吸收。单掺杂Ce3+离子的Ca2GeO4在200-250nm范围内也有一个激发带，其峰值位于约210nm，归于Ca2GeO4基质的吸收。