实验 5 Y 3Al 5O12:Ce3+荧光粉的合成及其发光性能研究一．实验目的1．了解无机荧光材料相关知识。2．掌握共沉淀合成稀土发光材料的方法。3．掌握激发光谱与发射光谱的区别。4．了解荧光分光光度计基本工作原理。二．实验原理1. 发光相关概念当某种物质受到诸如光、 外加电场或者电子束轰击等激发后，只要该物质不会因此而发生化学变化， 它总要回复到原来的平衡状态。在这个过程中， 一部分多余的能量会通过热或者光的形式释放出来。如果这部分能量是以可见光或近可见光的电磁波形式发射出来的，就称这种现象为发光。各种发光现象可按被激发方式的不同分为如下几类：光致发光、电致发光、阴极射线发光、X 射线及高能粒子发光、化学发光、生物发光等。光致发光(photoluminescence)主要是利用光 (紫外或者真空紫外波段)激发发光体引起的发光现象。它大致经过吸收、 能量传递及光发射三个阶段。光的吸收和发射都发生于能级之间的跃迁，都经过激发态。而能量传递则是由于激发态的运动。无机发光材料是由作为材料主体的化合物（基质）和掺入特定的少量作为发光中心的杂质离子（激活剂）所组成，激活剂对基质起激活作用，并形成发光中心。有的材料中还掺入另一种杂质离子作为传递辐射能的中介体（敏化剂）。敏化剂可以有效地吸收激发能量并把它传递给激活剂，提到发光效率。新型稀土功能材料的研制和应用，近年来发展很快。 由于稀土元素原子外层电子构型相同，离子半径接近，因而化学性质也很相似。但是由于内层4f 轨道未充满，与 4f 电子行为有关，各个稀土离子又显示出若干物理特性。利用稀土的这些特点，已经研制出了若干新型材料，在科学技术各个领域中已广泛使用。特别是稀土发光材料 ,在我们的生活中获得了极为广泛的应用。目前，稀土发光材料主要用于彩电显像管、 计算机显示器、 照明、医疗设备、 稀土三基色荧光灯、PDP 显示屏等方面。2. Y3Al 5O12 :Ce3 +简介本实验所合成的铈掺杂的铝酸钇(YAG)，是应用较广的一种稀土发光材料，它是石榴石晶体结构。 Y.Shimizu[ 1 ] 将 Y 3Al 5O12 :Ce3 +荧光粉涂敷于 460nm 波长蓝光 LED 芯片上 ,通过芯片产生的蓝光与该荧光粉发出的黄光混合即可产生白光。 Y3Al 5O12 :Ce3 +荧光粉已用于制备白光LED，可得到用于照明的白光源。Ce3+表现为宽带发射。 Ce3+的基态电子构型为4f1，包括 2F5/2 和2F7/2 两个能级。 Ce3+激发态的电子构型为5d1，5d1 电子构型可被...
