文 献 综 述

1前言

发光材料发光的主要原理是物质受到射线、外电场等的外界激发之后偏离原有平衡状态，最终由激发态回复到基态。在这过程中需要将多余能量以光的形式释放出来，我们就将这一过程称为发光，将能实现上述过程的物质称为发光材料[1]。

发光材料按材质可以分为：无机发光材料、有机发光材料；按形态可以分为：固体材料、液体材料、气体材料；按发光方式又可以分为：光致发光、电致发光、阴极射线发光、X 射线发光等。在实际应用中，我们所说的发光材料多指固体材料。无机发光材料主要是由基质和激活剂组成，此外还会添加一些敏化剂和助溶剂等。基质作为主体，通常为纯物质；激活剂含量较少，但可对基质起激活作用并形成发光中心；敏化剂可提高发光效率；助溶剂则可帮助激活剂在基质中更好地扩散[1,2]。其中无机发光材料的主要代表物质就是稀土发光材料。

2 稀土发光材料

在众多的发光材料中,稀土发光材料的研究备受关注,这主要是因为,稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的 4f5d 电子组态，因此有丰富的电子能级和长寿命激发态，能级跃迁通道多达 20 余万个，可以产生多种多样的辐射吸收和发射，构成广泛的发光和激光材料。稀土化合物的发光是基于它们的 4f电子在 f-f 组态之内或 f-d 组态之间的跃迁[2]。可观察到的谱线大约有30000条,几乎覆盖了从紫外到红外光的各种波长的电磁辐射。稀土离子丰富的能级和4f电子跃迁特性,使得稀土成为了一个巨大的发光材料宝库；同时,我国拥有发展稀土应用的得天独厚的资源优势,因此更有利于我们从中发掘出更多的新型的发光材料[3]。

稀土离子的独特电子结构,使稀土掺杂发光材料具有光化学稳定、荧光寿命长、量子产率高、发射光谱窄、Stokes位移大等独特优点。因此,镧系掺杂发光材料一直是人们研究的焦点。

2.1 Tb3 的发光特性

Tb3 离子构型是 (Xe)4f85s25p6[(Xe)= ls22s22p63s23p63d104s24p64d10]，光谱项为:7F6。

Tb3 是常见的绿光发光材料的激活离子,存在5D3 → 7Fj和5D4 → 7Fj的跃迁，其中主要是5D4 → 7Fj跃迁，能够产生绿色发光；也存在高能态的5D3 → 7Fj跃迁，并且发蓝光，但很容易猝灭 (有可能是通过Tb（5D3） Tb（7F6）→Tb（5D4） Tb（7F6）交叉驰豫过程产生的)，而5D4 → 7Fj跃迁发射的浓度碎灭是通过激发能迁移产生的。因此，在实际应用中常利用Tb3 的5D4 → 7Fj跃迁得到绿发光。