收藏本站
收藏 | 论文排版

新型红色和白色长余辉材料的研制及其发光特性研究

林林  
【摘要】: 本论文主体由四章组成,第一章-绪论从宏观角度介绍了本论文主题—长余辉材料的背景知识,第二章到第四章则分别介绍了几种新型红色和白色长余辉材料的制备过程,并研究了它们的晶体结构和发光特性。 第一章中,我们阐述了光致发光的基本概念和本论文所涉及的两类掺杂离子:稀土离子和过渡金属离子的发光特性,并介绍了长余辉材料的近年研究进展和相关的热释光理论。 第二章是本论文的重点内容。这一章详细讨论了红色长余辉材料Mg_2SiO_4:Dy~(3+),Mn~(2+)和MgSiO_3:Eu~(2+),Dy~(3+),Mn~(2+)的制备和发光性能研究,其主要内容可以分成三个部分: 1.溶胶凝胶法制备的MgSiO_3:Mn~(2+)与Mg_2SiO_4:Mn~(2+)晶化过程研究和发光比较。通过MgSiO_3:Mn~(2+)和Mg_2SiO_4:Mn~(2+)样品前驱物的热重和差热测量,我们测得两种样品的成相温度,并确定了实验的预烧结温度(450℃)和烧结温度(1300℃)。产物的XRD分析表明制得的MgSiO_3和Mg_2SiO_4主相分别为原顽辉石(No.11-0273)和镁橄榄石(No.85-1364)。Mg_2SiO_4的晶体结构分析表明:在Mg_2SiO_4中存在两种Mg~(2+)格位—反演对称八面体格位(M_1)和镜像对称八面体格位(M_2)。 和MgSiO_3:Mn~(2+)不同,Mg_2SiO_4:Mn~(2+)发射谱明显包含两个发射峰,我们将其归因于占据两种不同的Mg~(2+)格位M_2和M_1的Mn~(2+)发射。MgSiO_3:Mn~(2+)的发射谱峰随Mn~(2+)浓度增加而轻微红移,原因是Mn~(2+)的交换互作用(Exchange interaction)。相同掺杂浓度的MgSiO_3:Mn~(2+)发光强于Mg_2SiO_4:Mn~(2+),而且猝灭浓度也比后者要高,可能原因是前者的SiO_4四面体链状结构使掺杂离子距离较远而难以发生浓度猝灭。 2.高温固相法制备的Mg_2SiO_4:Dy~(3+),Mn~(2+)的发光性质。在这个部分中,我们首先对Mg_2SiO_4:Mn~(2+)的发射和激发光谱进行了较详细的分析,用T-S图指认了大于300nm的激发峰对应的跃迁。Dy~(3+)在双掺样品中的作用是本部分的重点研究内容。首先,我们由热释光曲线分析确认了Dy~(3+)的陷阱作用。此外,我们还观测到了一个新颖的现象:在双掺样品中,Dy~(3+)的掺入大大加强了Mn~(2+)发射,这种Dy~(3+)对Mn~(2+)的敏化现象还未在长余辉材料中报道过。但对于这种现象还没有一个确定的解释,还需要深入研究。我们推测这可能是由于Dy~(3+)→Mn~(2+)的能量传递。 3.溶胶凝胶法制备的MgSiO_3:Eu~(2+),Dy~(3+),Mn~(2+)发光性质。在此我们阐述了三种掺杂离子的作用。Mn~(2+)的强发射和余辉光谱中只能监测到Mn~(2+)发射的事实说明Mn~(2+)为发光中心。我们在三掺样品的Mn~(2+)发射对应的激发谱中观测到Eu~(2+)的305nm激发带,而且三掺样品的Eu~(2+)发射弱于单掺Eu~(2+)样品,由此我们认为Eu~(2+)的主要作用是近紫外激发下传递部分能量给Mn~(2+)来增强Mn~(2+)发射。样品的热释光曲线证明了Dy~(3+)的陷阱作用。用热清除方法,我们在MgSiO_3:Dy~(3+)热释光曲线中分离出单个热释光峰,对它们的拟合可以得出MgSiO_3:Dy~(3+)的365K和489K热释光峰都是二级峰,陷阱深度分别为0.733eV和1.26eV,并且得出了它们的频率因子数量级。对比MgSiO_3基质和MgSiO_3:Dy~(3+)热释光曲线,我们认为MgSiO_3:Dy~(3+)的这两个热释光峰起源是Dy_(Mg)~o而不是V_o~(oo)。 在第三章中,我们介绍了高温固相法制备的白色长余辉材料Ca_2MgSi_2O_7:Dy~(3+)和Y_2O_2S:Tb~(3+),Sm~(3+)的发光特性。Ca_2MgSi_2_O_7:Dy~(3+)的Dy~(3+)发射对应的激发光谱中,260nm处存在强基质吸收带,这有助于提高材料近紫外激发下的发光性能,是本材料的一个优点。Ca_2MgSi_2O_7:Dy~(3+)的余辉3h后可见,余辉光谱表明其余辉颜色处在白光范围,但光色偏黄。我们用热清除方法从Ca_2MgSi_2O_7:Dy~(3+)样品的热释光曲线中分离出两个热释光峰,并计算了对应的陷阱深度和频率因子。Y_2O_2S:Tb~(3+),Sm~(3+)是对本组所作的Y_2O_2S:Tb~(3+)的改进。共掺Sm~(3+)的作用有两个:一个是利用Sm~(3+)红光发射调节光色处于合适范围(符合IEC标准的日光色),另一个作用是引入深度合适的陷阱。 第四章则介绍了我们对一类新型的红色长余辉材料:Mn~(4+)激活的铝酸盐材料所作的探索性工作。研究结果显示:近紫外激发下,LiAl_5O_8:Mn~(4+)和Li_5AlO_4:Mn~(4+)具有较强发光和一定余辉。我们认为LiAl_5O_8:Mn~(4+)具有较强发光的可能原因是Mn~(4+)所处的格位是八面体格位,而Li_5AlO_4:Mn~(4+)发光较强的原因我们初步认为是其中的LiAl_5O_8相,以及原料中过量的LiCO_3所起的助熔剂作用,具体原因还有待进一步研究。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘波,施朝淑,张庆礼,郭常新;GdVO_4:Eu~(3+)的热释光研究[J];发光学报;2002年04期
2 张志辉;孙洪庆;王高峰;;大智为师 吴文俊先生访谈录[J];科学文化评论;2008年05期
3 ;中国科学技术大学核科学技术学院成立[J];安徽科技;2009年02期
4 李成宇,苏锵,邱建荣;稀土元素掺杂长余辉发光材料研究的最新进展[J];发光学报;2003年01期
5 张酣,夏健生,潘国强,赵勇,孙式方,喻道奇,何振辉,方明虎,张民健,张涛,陈祖耀,钱逸泰,张其瑞;Sr-Y-Cu-O体系的超导电性[J];低温物理学报;1987年04期
6 姚连增,程庭柱,范成高,雷远涛,卢江,杨丽,黄允兰,周贵恩,张浴恒;Bi_3SbSr_4Ca_4O_y单晶体生长及其研究[J];人工晶体学报;1991年Z1期
7 冯江源;中国科学技术大学国际发展研究组[J];科学学研究;1992年01期
8 张瑜;;献给科技界和教育界的书——《钱学森与中国科大力学系火箭小组》[J];科学中国人;2009年12期
9 张永谦;蒋国华;;为中国科学和科学家服务的一生——沉痛悼念田夫同志[J];科学学研究;2010年08期
10 傅佩珍,郜志农,吴以成,陈祖耀,钱逸泰,王俊新,余维朝,李学明,汤洪高;BaB_8O_(13)晶体生长[J];人工晶体学报;1991年Z1期
11 ;《中国科学技术大学学报》征稿简则[J];中国科学技术大学学报;2006年03期
12 ;《中国科学技术大学学报》征稿简则[J];中国科学技术大学学报;2006年12期
13 ;中国科学技术大学物理实验教学中心简介[J];实验技术与管理;2008年04期
14 ;《中国科学技术大学学报》征稿简则[J];中国科学技术大学学报;2009年01期
15 ;《中国科学技术大学学报》征稿简则[J];中国科学技术大学学报;2009年04期
16 ;《中国科学技术大学学报》征稿简则[J];中国科学技术大学学报;2009年07期
17 ;《中国科学技术大学学报》征稿简则[J];中国科学技术大学学报;2010年01期
18 杨眉;李亚军;刘卓燕;邵承瑾;;基于ESI的我国高校化学学科发展态势分析[J];科技情报开发与经济;2010年17期
19 庄礼贤;中国科学技术大学近代力学系简介[J];水动力学研究与进展A辑;1988年02期
20 ;环境地学[J];环境科学文摘;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 林林;施朝淑;尹民;张慰萍;徐美;;红色长余辉材料MgSiO_3:Dy~(3+),Mn~(2+)的制备及发光特性[A];第五届全国稀土发光材料学术研讨会论文摘要集[C];2005年
2 闫武钊;林林;陈永虎;;Mn~(4+)掺杂的新型铝酸盐红色长余辉材料[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
3 陈永虎;程学瑞;戚泽明;刘淼;施朝淑;;白色长余辉材料Ca_xMgSi_2O_(5+x):Dy~(3+)(x=1,2,3)系列的发光性能研究[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
4 肖志国;罗昔贤;于晶杰;林光旭;肖志强;;长余辉发光材料研究进展[A];第九届全国发光学术会议摘要集[C];2001年
5 肖志国;罗昔贤;夏威;刘建雄;;长余辉发光材料在陶/搪瓷行业应用研究[A];第九届全国发光学术会议摘要集[C];2001年
6 王雷;王育华;;蓝色长余辉材料CaAl_2O_4:Eu~(2+),Nd~(3+)的合成及其发光性能的研究[A];第五届全国稀土发光材料学术研讨会论文摘要集[C];2005年
7 于洋;孙洪巍;;溶胶-凝胶法制备Mn~(2+)掺杂的MgSiO_3和Mg_2SiO_4红色长余辉[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
8 王丽伟;徐征;滕枫;姜薇薇;张福俊;;稀土掺杂的长余辉材料的研究与计算[A];第五届全国稀土发光材料学术研讨会论文摘要集[C];2005年
9 陈一诚;陈登铭;詹益松;;杂质掺杂对SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉磷光体发光特性改善之研究[A];第九届全国发光学术会议摘要集[C];2001年
10 倪海勇;李许波;丁建红;;蓝色长余辉材料Ca_(1-x-y)Al_(2-z)Si_zO_4:Eu~(2+),Nd~(3+)及基质VUV-vis发光特性[A];2008全国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 林林;新型红色和白色长余辉材料的研制及其发光特性研究[D];中国科学技术大学;2007年
2 符义兵;Pr~(3+),Mn~(2+)共激活氧化物量子剪裁材料的探索及蓝色长余辉材料Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)的余辉机理研究[D];中国科学技术大学;2007年
3 胡俊涛;ZnO、ZnS纳米材料的制备和发光特性研究[D];中国科学技术大学;2006年
4 戴雪龙;PET探测器神经网络定位方法研究[D];中国科学技术大学;2006年
5 钱海生;碳、硅基功能纳米纤维的模板合成与性能研究[D];中国科学技术大学;2006年
6 黄鲲;LAMOST观测控制与数据获取系统的研究[D];中国科学技术大学;2007年
7 王雷;顶夸克对产生的R宇称破坏效应及带电Higgs对产生的研究[D];中国科学技术大学;2007年
8 赵梅生;量子信息理论中若干问题的研究[D];中国科学技术大学;2007年
9 宋其亮;浓/浓溶液中缠绕着的线型高分子链透过多孔膜的扩散[D];中国科学技术大学;2007年
10 姚仰光;LAMOST观测控制系统的建立与测试[D];中国科学技术大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王萍萍;全彩色长余辉材料的制备及发光性能研究[D];中国海洋大学;2011年
2 袁文辉;稀土掺杂硅酸盐的发光性能及长余辉调控[D];湘潭大学;2010年
3 王丽影;稀土掺杂铝酸锶长余辉材料的制备及性能[D];湖南大学;2011年
4 陈碧桑;Mn为发光中心的长余辉材料的制备及其发光性能研究[D];漳州师范学院;2012年
5 曾慧慧;稀土硫氧化物红色长余辉材料的制备及研究[D];南昌大学;2007年
6 王文杰;长余辉材料陷阱分布及其对余辉的影响[D];河北大学;2004年
7 陈荀;水热法制备钛酸盐红色长余辉材料及其在陶瓷釉中的应用[D];湖南师范大学;2012年
8 于文生;钛酸盐基质红色长余辉发光材料的制备与性能研究[D];长春理工大学;2008年
9 李炳伟;红色长余辉材料的制备及研究[D];南昌大学;2007年
10 陈仁;稀土离子掺杂对SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料发光性能的影响[D];广东工业大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 代群熊润频;中国科大:少年班将长期坚持,但不推广[N];新华每日电讯;2008年
2 本报记者 李陈续;创新:建设一流大学的原动力[N];光明日报;2003年
3 记者 刘蓓蓓;“两弹一星功勋”郭永怀力学遗著出版[N];中国新闻出版报;2008年
4 本报记者 仇方迎通讯员 胡胜友;“科大现象”的文化思考[N];科技日报;2007年
5 王卉;王志珍:知常守朴 自得其乐[N];人民日报海外版;2006年
6 孙闻;“引用榜”清华居首 “收录榜”浙大称雄[N];人民日报;2007年
7 田红 记者 胥茜;论文无创新 一票能否决[N];中国教育报;2005年
8 本报记者 刘纯友;南极科考新话题[N];安徽日报;2006年
9 王握文周珞晶 吴丹;11篇全国优秀博士学位论文的启示[N];科技日报;2008年
10 记者 欧阳春艳;全国百篇优秀博士学位论文评选揭晓[N];长江日报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978