長(zhǎng)余輝材料

基于熱釋光實(shí)驗(yàn)分析在發(fā)光動(dòng)力學(xué)和發(fā)光過程機(jī)理研究中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，本項(xiàng)目旨在將熱釋光分析更全面、更深入地應(yīng)用于稀土發(fā)光材料的發(fā)光機(jī)理研究中，以期指導(dǎo)高性能新材料的進(jìn)一步開發(fā)。在項(xiàng)目執(zhí)行初期，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)室原有的熱釋光裝置進(jìn)行了全面的升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)了全溫區(qū)連續(xù)線性升溫，和 CCD輔助光譜分辨的熱釋光采集。在發(fā)光材料性能和機(jī)理的研究中，我們重點(diǎn)關(guān)注了適宜進(jìn)行熱釋光測(cè)試的長(zhǎng)余輝材料和熒光測(cè)溫材料。在長(zhǎng)余輝材料研究方面，較為突出的成果是利用熱釋光初始升溫法研究了藍(lán)色長(zhǎng)余輝材料SrAl2O4: Eu2 /Dy3 的陷阱深度與密度分布，給出了其長(zhǎng)余輝機(jī)理的新模型；利用包括熱釋光陷阱分析在內(nèi)的一系列實(shí)驗(yàn)研究了自激活的MgGa2O4新型長(zhǎng)余輝材料；通過系統(tǒng)性的稀土離子共摻，尋找到一種新型黃色長(zhǎng)余輝材料Ca2Al2SiO7:Eu2 ，Tm3 。此外，我們對(duì)各類長(zhǎng)余輝材料還進(jìn)行了一些擴(kuò)展性的研究探索。這方面最突出的結(jié)果是將長(zhǎng)余輝材料的溫度特性應(yīng)用于光學(xué)測(cè)溫技術(shù)，這是一種全新的發(fā)光測(cè)溫方案，可以避免直接激發(fā)對(duì)樣品溫度的影響。在發(fā)光材料溫度特性的研究方面，我們研制了幾種不同途徑的新型發(fā)光測(cè)溫材料，包括混合物測(cè)溫，如Sr2Mg3P4O15:Eu2 和SrB4O7:Sm2 混合物，Li2TiO3: Mn4 和 Y2O3: Dy3 混合物；基于Sm3 的β-NaYF4：Sm3 納米顆粒；基于Mn4 發(fā)光溫度猝滅的Ba2LaNbO6: Mn4 /Eu3 ，Lu3Al5O12:Mn4 /Tb3 以及BaLaMgNbO6 : Mn4 /Dy3 等等。以上這些成果對(duì)于長(zhǎng)余輝材料和發(fā)光測(cè)溫材料的開發(fā)應(yīng)用都具有重要指導(dǎo)意義。

長(zhǎng)余輝發(fā)光材料簡(jiǎn)稱長(zhǎng)余輝材料，又稱夜光材料。它是一類在光源激發(fā)下，發(fā)出可見光，并將獲得的部分光能儲(chǔ)存起來，在激發(fā)停止后，以光的形式將能量緩慢釋放出來的一種光致發(fā)光材料。因此也稱“綠色光源材料。由于其可以利用日光或燈光儲(chǔ)光在夜晚或黑暗處發(fā)光，因而廣泛應(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(guó)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。

長(zhǎng)余輝發(fā)光材料是在自然光或人造光源照射下能夠存儲(chǔ)外界光輻照的能量，然后在某一溫度下（指室溫），緩慢地以可見光的形式釋放，是一種存儲(chǔ)能量的光致發(fā)光材料。長(zhǎng)余輝發(fā)光材料稱做蓄光材料或夜光材料。長(zhǎng)余輝發(fā)光材料在弱光顯示、照明、特殊環(huán)境（交通、航天、航海、印染、紡織、藝術(shù)品等）等方面有重要的應(yīng)用。

稀土離子摻雜的堿土鋁（硅）酸鹽長(zhǎng)余輝材料已進(jìn)入實(shí)用階段。市場(chǎng)上可見的產(chǎn)品除了初級(jí)的熒光粉外，主要有夜光標(biāo)牌、夜光油漆、夜光塑料、夜光膠帶、夜光陶瓷、夜光纖維等，主要用于暗環(huán)境下的弱光指示照明和工藝美術(shù)品等。長(zhǎng)余輝材料的形態(tài)已從粉末擴(kuò)展至玻璃、單晶、薄膜和玻璃陶瓷；對(duì)長(zhǎng)余輝材料應(yīng)用的要求也從弱光照明、指示等擴(kuò)展到信息存儲(chǔ)、高能射線探測(cè)等領(lǐng)域。長(zhǎng)余輝發(fā)光材料屬于電子俘獲材料，其發(fā)光現(xiàn)象是由材料中的陷阱能級(jí)所致。由于能級(jí)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及受測(cè)試分析手段所限，長(zhǎng)余輝材料的發(fā)光機(jī)理還沒有十分清晰、統(tǒng)一的理論模型。比較典型的理論模型有空穴模型、電子陷阱模型和位型坐標(biāo)模型等三種，其中位型坐標(biāo)模型是得到較多認(rèn)可的。