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蓄光型自发光材料发光原理

    蓄光型自发光材料是一类吸收了激发光能并储存起来,光激发停止后,再把储存的能量以光的形式慢慢释放出来,并可持续几个甚至十几个小时的发光材料。这种吸收光-储存-再发光,并可无限重复的过程和蓄电池的充电-放电-再重新充电-重复的重复放电是相似的,所以称为光型自发光材料。
    在合成过程中形成发光材料的晶格层产生结构缺陷和具有发光特性的杂志缺陷。结构缺陷是在晶格点之间建立空空区和离子,也称为晶格缺陷。由材料晶格缺陷引起的发光称为自激活发光。
    在基质材料中,在高温合成过程中加入一定的元素。将元素离子加入到矩阵晶格中,形成了杂质的缺陷。由这个缺陷引起的辉光称为激活发光。添加的元素称为激活器,也称为发光中心。在实际应用中应用的各种发光材料主要是活性剂量发光材料。
    对于光致发光材料,激发材料的紫外能量可以被基质吸收(也称为内在吸收)。基材吸收能量,它的发光可以直接由电子和孔的组合,或由晶格缺陷或杂质缺陷形成的发光中心产生。这种发光材料称为“化合物”发光材料。硫化物系列是这种发光材料的代表。它们是半导体化合物,矩阵晶格是产生发光过程的介质。改变矩阵成分,即使是相同的激活剂,也可以在广泛的波长范围内改变发光光谱的组成。这类发光材料是紫外激发,首先是底物吸收能量,再次给光能量传递中心和产生光,因此,在吸收、转移能量、光能、复合发光材料损耗较大时,发光效率的能量更低。
    紫外光能量在激发材料时,也可以直接被发光中心吸收,吸收能量后,发光中心的电子由低能态跃迂向高能态,当电子从高能态返回低能态时产生发光。发光只和发光中心的电子跃迂有关的材料叫做“特征型”发光材料。以含氧化合物为基质的发光材料如硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐等都属于特征型发光材料。用作激活剂以形成发光中心的元素主要是过渡族稀土元素。这类材料发光过程较复合型材料简单,发光中心直接吸收激发能量,其浓度也只达到百分之几,中心和基质间相互作用能量较低,从而使这类材料具有高的发光效率。
    硫化物系列和铝酸盐体系发光材料具有的蓄光性能是和这些材料中存在不同深度的陷阱能级有关。紫外光激发时,有一定能量深度的陷阱能级从激发态捕获了足够的电子,并储存起来。紫外光停止激发后,储存在陷阱能级的电子,在室温的热扰动下,逐渐被释放出,释放出的电子再跃迂到激发态,电子从激发态返回基态时产生长余辉发光。

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