【摘 要】
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对于可见光长余辉发光材料来说,其主要应用于弱光照明,而在暗场环境下(10-610-22 cd/m2),人眼最大的视觉灵敏度在507 nm处（视觉相对灵敏度为100%）,人眼敏感的波长范围为400-600 nm,该波段范围从紫光到橙光。目前蓝色以及绿色长余辉发光材料的综合性能已达到商业化应用的要求,为了实现对人眼敏感的长余辉发光材料的多色化以及更广泛的商业应用,本论文主要侧重于在暗视场条件下人眼敏感
【基金项目】
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2+,Cr3+掺杂的镓锗酸盐基近红外长余辉材料的制备、性能和机理研究”,（国家自然科学基金项目,No.51672115）','0001','ApLJNybhrH-9KFRZ4dAaWaH8MzCi_eP-7z5khJfPnqvKJXxlPQOHug==');
">2017.01-2020.12,“Ni2+,Cr3+掺杂的镓锗酸盐基近红
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对于可见光长余辉发光材料来说,其主要应用于弱光照明,而在暗场环境下(10-610-22 cd/m2),人眼最大的视觉灵敏度在507 nm处（视觉相对灵敏度为100%）,人眼敏感的波长范围为400-600 nm,该波段范围从紫光到橙光。目前蓝色以及绿色长余辉发光材料的综合性能已达到商业化应用的要求,为了实现对人眼敏感的长余辉发光材料的多色化以及更广泛的商业应用,本论文主要侧重于在暗视场条件下人眼敏感的黄色及青色长余辉发光材料的开发及余辉性能研究。黄色长余辉发光材料:采用高温固相法制备出了一系列具有优异黄色长余辉性能的Ca6BaP4O17:Eu2+,RE3+。其中,对于Ca6BaP4O17:Eu2+,Ho3+,在254 nm光源激发10 min后,余辉初始亮度达到130 mcd/m2,余辉衰减时间超过47 h。我们研究了Ho3+离子浓度对Ca6BaP4O17:Eu2+,Ho3+的发光强度、余辉衰减和热释光特性的影响。在此工作的基础上,利用余辉光谱、余辉衰减曲线和不同衰减时间下的热释光谱,详细分析了系列样品Ca6BaP4O17:Eu2+,RE3+（RE=Dy,Tb,Ce,Gd,Nd）的陷阱分布和余辉衰减的具体过程。结果表明对于掺杂不同的RE3+离子,样品中陷阱的分布不同,具体的余辉衰减过程也不同。此外,考虑到高压作为一种研究材料能带和能级结构变化的有效手段,我们研究了Ca6BaP4O17:Eu2+,Tb3+在高压下发光和余辉性能的变化。当压强为0.15 GPa时,发光强度和余辉衰减时间性能达到最佳。青色长余辉发光材料:利用高温固相法制备了系列青色长余辉发光材料α-Ca3（PO4）2:Eu2+,Dy3+,BaZrSi3O9:Eu2+,Pr3+,K2Ba7Si16O40:Eu2+,Nd3+,Ba2Zr2Si3O12:Eu2+,Nd3+。主要结果如下:1.在254 nm光源激发10 min后,Ca3（PO4）2:Eu2+,Dy3+的余辉初始亮度达到360 mcd/m2,余辉衰减时间超过5 h。我们在发射光谱及余辉光谱中同时观察到峰值位于480 nm的宽包发射和位于573 nm的尖峰发射,分别归属于Eu2+离子的4f65d1-4f7跃迁和Dy3+离子的4F9/2到6H13/2能级跃迁。也就是说,在Ca3（PO4）2:Eu2+,Dy3+材料中同时实现了发光及余辉过程中Eu2+和Dy3+离子之间的能量传递。2.BaZrSi3O9:Eu2+,Pr3+发射峰位于478 nm处,在254 nm光源激发10 min后,最佳样品的青色余辉衰减时间超过15 h。通过一系列激发持续时间、衰减时间以及激发温度对样品热释光谱的影响,揭示了在余辉衰减过程中电子被捕获及释放的具体途径,即深陷阱的电子通过隧穿效应直接跃迁到Eu2+离子能量较低的激发态,而浅陷阱的电子则通过导带迁移到Eu2+离子能量较高的激发态,处于激发态的电子跃迁到基态产生青色余辉。3.K2Ba7Si16O40:Eu2+,Nd3+的发射峰位于500 nm处。在254 nm光源激发10min后,最佳样品的余辉衰减时间达到10 h以上。此外,对K2Ba7Si16O40:Eu2+,Nd3+样品的发射光谱、余辉光谱、热释光谱进行了系统的研究,特别是阐明了以上性能与陷阱分布的关系。共掺杂Nd3+离子产生了大量合适的陷阱,显著提高了长余辉发光性能的同时,也大大提高了该材料的发光强度和热稳定性。4.在254 nm光源激发10 min后,Ba2Zr2Si3O12:Eu2+,Nd3+的余辉初始亮度为155.5 mcd/m2,余辉衰减时间为25 h。通过Hf4+离子部分取代Zr4+离子调节Ba2Zr2-x-x HfxSi3O12材料本身的能带结构,调控Eu2+离子的激发态离导带的距离以及陷阱的深度,从而影响样品的热稳定性和余辉性能。结果表明,我们成功地调控了Ba2Zr2Si3O12:Eu2+,Nd3+材料的陷阱分布,陷阱深度可以在0.66-0.75 eV之间变化。对于最佳样品（x=0.5）,余辉的初始亮度为131.3 mcd/m2,余辉衰减时间为31 h。
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