成果信息
本項目成果有以下創(chuàng)新點：1. 首次在CaAl2O4基質(zhì)中發(fā)現(xiàn)Eu/Mn之間的能量傳遞，并實現(xiàn)了光致發(fā)光顏色從藍(lán)光經(jīng)過白光到綠光的轉(zhuǎn)變，以及余輝顏色與光致發(fā)光顏色不同等現(xiàn)象；通過共摻Eu3+/Pr3+后能有效提高其發(fā)光強(qiáng)度。上述結(jié)果為實現(xiàn)長余輝材料的多色化奠定了基礎(chǔ)。2．利用熱釋光與正電子湮滅等技術(shù)研究了長余輝材料CaAl2O4:Eu2+,Nd3+的余輝機(jī)理，發(fā)現(xiàn)共摻Nd3+后能形成一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的締合體，促進(jìn)Ca空位運載空穴與電子復(fù)合形成余輝。助溶劑硼酸能有效促進(jìn)締合體的形成，進(jìn)而改善藍(lán)色材料的余輝性能。3．研究了硅酸鹽基質(zhì)（Sr2MgSi2O7和Ca2MgSi2O7）的載流子濃度和陷阱深度，共摻Ce離子可以產(chǎn)生有效陷阱并提高余輝性能；在CaMgSiO4中，發(fā)現(xiàn)Eu2+作為發(fā)光中心在基質(zhì)中是否有余輝性能取決與其d軌道與導(dǎo)帶間的能量差相關(guān)。本項目成果研制的高亮度長余輝藍(lán)色發(fā)光材料的亮度、余輝時間等性能指標(biāo)均優(yōu)于目前市售產(chǎn)品，制備技術(shù)比較成熟，而且實現(xiàn)了小規(guī)模生產(chǎn)。依托本項目發(fā)表SCI論文14篇，申請國家專利3項，具有自主知識產(chǎn)權(quán)。項目成果達(dá)到國際先進(jìn)水平。本技術(shù)特點：1.利用熱釋光與正電子淹沒技術(shù)研究了長余輝材料CaAl2O4:Eu2+,Nd3+余輝機(jī)理，研究發(fā)現(xiàn)共摻離子Nd3+的摻入，形成了一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的締合體從而得有效吸收空穴，并通過Ca空位運載與電子復(fù)合形成余輝。加入助熔劑硼酸，能有效促進(jìn)締合體的形成，從而改善了余輝性能。2.通過能量轉(zhuǎn)移等理論，在CaAl2O4基質(zhì)中首次實現(xiàn)Eu/Mn之間的能量傳遞，從而實現(xiàn)了余輝的多色化。3.在CaAl2O4基質(zhì)中，共摻雜Pr離子提高了其發(fā)光強(qiáng)度；在硅酸鹽基質(zhì)（Sr2MgSi2O7和Ca2MgSi2O7）中，共摻Ce離子提高了其余輝性能；并在CaMgSiO4基質(zhì)中，通過電子結(jié)構(gòu)計算，證明了Eu2+作為發(fā)光中心在基質(zhì)中是否有余輝性能，主要取決于其d軌道與CB的距離。其距離過遠(yuǎn)，不利于電子的離域；距離過近，導(dǎo)致發(fā)光的猝滅。)
背景介紹
自發(fā)現(xiàn)長余輝現(xiàn)象以來,長余輝材料的發(fā)展取得了長足進(jìn)展.從長余輝現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)性能最好的長余輝材料為金屬硫化物體系長余輝材料.新型鋁酸鹽長余輝材料的發(fā)展十分迅速,它的發(fā)光強(qiáng)度、發(fā)光時間、化學(xué)穩(wěn)定性都較第一代長余輝材料有很大改進(jìn),長余輝材料的發(fā)展進(jìn)入了一個新的階段.在鋁酸鹽體系實現(xiàn)了藍(lán)紫、藍(lán)綠、黃綠、黃橙色發(fā)光,其中的藍(lán)綠、黃綠兩種長余輝材料是目前發(fā)光性能最好的長余輝材料.在硅酸鹽體系實現(xiàn)了藍(lán)、藍(lán)綠、綠、黃綠、黃色發(fā)光,而且化學(xué)性質(zhì)較鋁酸鹽體系穩(wěn)定.特別是硅酸鹽體系藍(lán)色長余輝材料發(fā)光強(qiáng)度及發(fā)光時間大大超過鋁酸鹽體系藍(lán)紫色長余輝材料,是另一類極有前途的新型長余輝材料.)
應(yīng)用前景
本設(shè)計能廣泛應(yīng)用在夜間應(yīng)急指示、光電子器件或元件、儀表顯示，低度照明，家庭裝飾及國防軍事(如夜行地圖)等諸多方面，更有望應(yīng)用于信息處理，新能源，生命科學(xué)和宇宙尖端科技領(lǐng)域，影響未來科技的發(fā)展。)
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