一维结构发光体的研制及发光特性的研究

论文从证实一种新的发光机制入手，首先详细地研究了具有一维结构的发光体Sr_2CeO_4的发光特性，对这一类发光体的发光机制有了较深入的认识。简单地说，Sr_2CeO_4的发光机制可表述如下，在Sr_2CeO_4中存在由CeO_6八面体通过公用边形成一维链状结构，在其链状结构中，存在两种Ce－O键：Ce－O－Ce和Ce-O, 后者比前者短0.1A，这种较短的 Ce-O键使电荷迁移成为可能，即O的一个外层电子吸收外界能量迁移至 Ce的空的f轨道形成电荷迁移态，然后该电子跃迁至基态辐射出光子。结合这种机制，我们总结了其他低维结构发光的规律和特征。具体为：1 一般在一维结构中存在不对称结构导致较短大M-O键时，才可能发生电荷迁移发光现象。2 一般在高价态的可变价元素且其低价具有发光性质中才可能产生电荷迁移发光。3 一维结构中电荷迁移发光大光谱一般为宽带激发和发射。我们相信这种发光机制里具有普遍性，因此以此为指导探索新的具有一维结构发光体的合成，并终于得到可一种新的发光体 Sr_2ZrO_4，研究发现，Sr_2ZrO_4的发光特性与Sr_2CeO_4极其相似。通过对两者X－射线衍射谱的比较和分析，以及文献的数据，我们认为在 Sr_2ZrO_4中也存在着由ZrO_6形成的一维链状结构。但遗憾的是，无论是Sr_2CeO_4还是Sr_2ZrO_4都未能发现同族的Ba、Ca化合物具有在室温下发光的现象。进一步，我们探索了Sr_2CeO_4和Sr_2ZrO_4作为发光基质的可能性。并发现，由于二者的宽带吸收和发射，它们都适于作发光基质。其中，Eu~(3+)，Er~(3+)等与基质有非常好的能量传递效率。