發(fā)光原理與發(fā)光材料

內(nèi)容概要

　　《發(fā)光原理與發(fā)光材料》對發(fā)光現(xiàn)象的分析也是現(xiàn)代材料分析技術的重要手段。本教材從發(fā)光的基本原理出發(fā)，闡述發(fā)光現(xiàn)象基本的理論和規(guī)律，介紹發(fā)光材料常見的合成方法和在各種器件中的應用情況。

作者簡介

　　祁康成，男，生于1969年6月，副教授。1989年本科畢業(yè)于電子科技大學物理電子學專業(yè)，獲工學碩士學位；1989年至1992年在河南省安陽市電子管廠工作，助理工程師；1995年于電子科技大學獲物理電子學與光電子學專業(yè)工學碩士學位。2008年12月在電子科技大學獲光學工程專業(yè)工學博士學位。長期從事電子信息顯示技術、等離子增強化學氣相沉積、射頻濺射鍍膜技術、電子源技術等領域的教學與科研工作。20072008年，在新加坡南洋理工大學作訪問學者，從事氧化鋅納米材料的合成及應用研究工作。自參加工作以來，在發(fā)光材料與顯示器件領域從事陰極射線發(fā)光、光致發(fā)光、電致發(fā)光等領域的研究工作。

書籍目錄

第1章 緒論第2章 發(fā)光的定義及特點2.1 發(fā)光的概念2.2 發(fā)光物質(zhì)的分類2.2.1 化學發(fā)光2.2.2 生物發(fā)光2.2.3 物理發(fā)光2.3 材料發(fā)光所經(jīng)歷的主要過程2.4 表征發(fā)光的主要性能指標2.4.1 吸收光譜與激發(fā)光譜2.4.2 發(fā)射光譜2.4.3 發(fā)光效率2.4.4 發(fā)光期間（余輝）2.5 發(fā)光材料的應用第3章 光譜項與光學躍遷3.1 氫原子的光譜3.2 量子力學的基本概念3.2.1 光的波粒二相性3.2.2 薛定諤方程3.2.3 氫原子的定態(tài)薛定諤方程3.2.4 幾率密度3.2.4 量子數(shù)的物理解釋3.2.5 原子波函數(shù)的宇稱3.3 躍遷幾率和選擇定則3.4 塞曼效應3.5 電子自旋和軌道的相互作用第4章 多電子原子的光譜項4.1 核外電子的排布規(guī)律4.2 滿支殼層電子組態(tài)4.3 多電子原子的光譜項4.3.1 LS偶合4.3.2 等價電子的原子光譜項4.3.3 jj偶合4.4 選擇定則第5章 固體結(jié)構5.1 晶體結(jié)構5.2 晶體的對稱性5.3 缺陷及其對發(fā)光的影響5.3.1 點缺陷5.3.2 線缺陷（位錯）第6章 分立發(fā)光中心6.1 晶格振動對電子躍遷的影響6.2 晶體場6.3 過渡金屬離子6.4 稀土離子(4f'')6.5 稀土離子的4f→5d躍遷和電荷遷移躍遷6.6 稀土離子的無輻射躍遷6.7 分立中心發(fā)光的衰減和增長第7章 復合發(fā)光7.1 固體中電子的能量狀態(tài)7.2 定域能級7.3 帶間復合7.4 邊緣發(fā)射7.5 激子的復合7.6 通過雜質(zhì)中心的復合7.7 通過施主一受主對的復合7.8 復合發(fā)光的衰減第8章 發(fā)光材料內(nèi)部的能量傳輸8.1 發(fā)光材料內(nèi)部能量傳輸?shù)姆绞?.2 共振能量傳遞8.3 借助載流子的能量輸運8.4 借助激子的能量傳輸?shù)?章 長余輝發(fā)光9.1 長余輝發(fā)光材料簡介9.2 長余輝發(fā)光機理9.3 光能的存貯和釋放9.3.1 熱釋光9.3.2 光致釋光第10章 低維材料發(fā)光第11章 熒光粉的制備第12章 熒光屏制造技術第13章 電致發(fā)光原理第14章 發(fā)光材料的性能表征參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：要靠熱輻射有效地產(chǎn)生可見光，物體的溫度就必須足夠高。我們常用的電燈——白熾燈，是利用它的熱輻射的典型代表，它的燈絲——鎢絲，是靠通電來加熱的。但由于燈絲材料的熔化問題，白熾燈絲的溫度不能太高，通常只有2000多攝氏度，因而所發(fā)射的光與日光相比，顏色還是黃得多。從遠古時候單純依靠天然光源——太陽，直到白熾燈的問世，人類利用的光源都是熱輻射，光與熱好像總是相伴而行，形影不離。熱輻射發(fā)出的光，除了人眼能看見的可見光，還有人眼看不見的紅外光和紫外光。物體的溫度與其輻射光之間有什么內(nèi)在聯(lián)系呢？我們知道宏觀物體是由大量原子、分子組成的，這些原子、分子都在不停的運動之中，這就是所謂的熱運動。通常這種運動處在動態(tài)平衡之中，而溫度是描述平衡狀態(tài)下這種運動的激烈程度的一個物理量。物體內(nèi)部運動越劇烈，溫度就越高。在一定溫度下，物體中的原子、分子或由它們構成的集團就有一定的處在不同激發(fā)態(tài)上的分布。溫度升高了，這種分布移向較高能量的狀態(tài)，也即處在較高能量狀態(tài)的機會多了，或者說幾率增大了。在一定溫度下，處在較高能量狀態(tài)的電子躍遷到較低的能量狀態(tài)時就發(fā)射出光子。這樣，隨溫度升高，輻射光的強度會增大，波長越短增強越多。由于體系在不同激發(fā)態(tài)上都有一定的分布，它們躍遷所引起的熱輻射就有很寬的光波長范圍。熱輻射不僅決定于輻射體的溫度，還決定于輻射體的發(fā)射本領，不同材料的熱輻射多少能夠反映出材料固有的一些特征。由于光的輻射是物體中電子從高能態(tài)往低能態(tài)的躍遷產(chǎn)生的，物體要能發(fā)光，首先就得使物體中的電子處于高能態(tài)。在熱平衡時，電子處于高能態(tài)的幾率是由溫度決定的，如果溫度不是很高，這種可能性就很小，這時熱輻射主要由紅外光組成，可見光的成分很少。此時，如果能使電子在不同高能態(tài)上的分布偏離熱平衡分布，那么，從這些高能態(tài)的躍遷而來的光就會比相應溫度下同樣波長的發(fā)射強很多。這種以某種方式把能量交給物體使電子升到一定高能態(tài)的過程，稱為激發(fā)過程。發(fā)光就是物體把這樣吸收的激發(fā)能轉(zhuǎn)化為光輻射的過程。發(fā)光只是在少數(shù)中心進行，不會影響物體的溫度。顯然用這種方式可以更有效地把外界提供的能量轉(zhuǎn)化成我們所需要的可見光，不像熱輻射的情形，在升高溫度以得到我們所要的光輻射的同時，物體必定發(fā)射許多我們不需要的輻射。熱輻射能量的90%落到了看不見的紅外部分。因此，發(fā)光就是物體不經(jīng)過熱階段而將其內(nèi)部以某種方式吸收的能量直接以光能的形式釋放出來的非平衡輻射過程。因此，“發(fā)光”是一個專業(yè)名詞，有特殊的涵義，并不是只要有光的發(fā)射就是發(fā)光。從而發(fā)光的第一個持點，就是它和周圍環(huán)境的溫度幾乎是相同的，并不需要加溫，所以，發(fā)光被看做是“冷光”。例如，極光、常說的“鬼火”、螢火蟲發(fā)出的光、海中一些動物發(fā)出的光等。我們稱發(fā)光是冷光，主要是說在發(fā)光過程中，發(fā)光體并不需要和熱輻射那樣，加到高溫。冷、熱并非光的屬性，這里只是反映發(fā)光體所處的環(huán)境。但它卻反映兩種過程的本質(zhì)上的差別。在加熱時，物體內(nèi)所有的原子或分子的能量都得到提高；而在激發(fā)發(fā)光時，只有個別中心才得到能量，周圍大量的中心仍處于未被激發(fā)的狀態(tài)。在激發(fā)發(fā)光時，只有個別原子或分子吸收能量，而發(fā)光的光譜就決定于這些原子或分子，發(fā)光現(xiàn)象使電子在不同能態(tài)上的分布偏離熱平衡分布，那么，從這些高能態(tài)躍遷發(fā)射出來的光就會比相應溫度下同樣波長的熱輻射強得多。由于發(fā)光只在少數(shù)發(fā)光中心進行，不會影響到物體的溫度，可以更有效地將外界提供的能量轉(zhuǎn)化為可見光。所以，尋找合適的材料以獲得所需要的光譜，就有很多選擇?？梢阅M各種白晝光的光譜，它的效率也比熾熱體的效率高很多。發(fā)光的第二個特點是從外界吸收能量后，要經(jīng)過它的消化，然后放出光來，經(jīng)過這段消化，就要花費一定時間，而且發(fā)出的光既有反映這個物質(zhì)特點的光譜，又有一定的衰減規(guī)律。通過發(fā)光的期間就可和反射光、散射光、契連科夫輻射等區(qū)分開來。

編輯推薦

《發(fā)光原理與發(fā)光材料》是太陽能光伏與照明應用技術系列教材之一。

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