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目 录1

第1章绪论1

1.1发光物质的定义和分类1

1.2发光现象经历的物理过程2

1.3发光理论5

1.4应用14

参考文献18

2.1.1量子力学实验基础20

2.1微观粒子的运动特征20

第2章量子力学基础与原子光谱项20

2.1.2实物粒子的波粒二象性22

2.1.3测不准原理23

2.2波动力学23

2.2.1量子力学中的算符23

2.2.2几率波与波函数25

2.2.3单电子粒子的薛定谔方程及其解28

2.2.4量子数的物理意义29

2.2.5波函数与电子云的图形31

2.2.6多电子原子的量子理论36

2.3原子光谱项40

2.3.1多电子原子的量子数40

2.2.7基态原子核外电子排布的原则40

2.3.2原子光谱项43

2.3.3一种快速求算等价电子光谱项的方法［7,8,9］46

2.3.4洪特规则与电子跃迁选律52

2.3.5吸收光谱，发射光谱和激发光谱54

参考文献54

3.1 概述56

第3章发光物质吸收激发能量的方式56

3.2基质晶格的影响62

3.3离子的能级图66

3.3.1 过渡金属离子（dn）的跃迁66

3.3.2具有d0电子组态的过渡金属离子71

3.3.3稀土离子（4fn）71

3.3.4稀土离子（4f-5d和电荷迁移跃迁）74

3.3.5具有s2电子组态的离子75

3.3.7其他类型的电荷迁移态跃迁76

3.3.8色心76

3.3.6具有d10电子组态的离子76

3.4基质晶格吸收77

参考文献78

第4章始于激发态的辐射跃迁发射80

4.1 源于发光中心的跃迁发射80

4.2发光中心各论85

4.2.1碱金属卤化物的跃迁发射85

4.2.2稀土离子（线状发射）87

7.2.3激发态性质和能量传递91

4.2.3稀土金属离子（带状发射）97

4.2.4过渡金属离子103

4.2.5 d0配离子105

4.2.6 d10离子107

4. 2.7 s2离子108

4.2.8 U6+离子113

4.2.9 半导体113

4.2.10交叉发光119

4.3余辉120

4.4热释发光121

4.5激励发射122

参考文献125

第5章无辐射跃迁127

5.1孤立发光中心的非辐射跃迁128

5.1.1弱偶合情况131

5.1.2中等偶合状态和强偶合状态134

5.2效率141

5.3高能发射的最大效率［13］142

5.4光致电离和电子转移猝灭144

5.5半导体中的非辐射跃迁147

5.6几个相关的术语148

参考文献149

第6章能量传递与输运151

6.1能量传输的定义152

6.2共振传递模型及其理论计算［4,5］152

6.3异核发光中心间的能量传递156

6.4同核离子间的能量传递160

6.4.1弱偶合方式离子160

6.4.2中度偶合和强偶合方式离子168

6.5半导体中的能量传递172

6.6.1 Ce3+对Tb3+的敏化发光173

6.6沸石微孔材料中Ce3+对Tb3+的敏化发光173

6.6.2 Ce3+-Tb3+能量传递机理探讨178

参考文献179

第7章发光离子的探针作用180

7.1 固体材料中的荧光探针作用180

7.2 Eu3+和Tb3+作为荧光探针在生物分子研究中的应用［15］185

7.2.1 Eu3+和Tb3+的配位环境186

7.2.2 Eu3+和Tb3+在溶液介质中的发光行为187

7.2.4应用技术评述199

7.2.5用发射光学活性探测弱配合作用201

7.3吸附在层状硅酸盐材料表面的Eu3+和Tb3+的发光行为［18］206

7.3.1吸收光谱207

7.3.发射光谱208

7.3.3红外光谱214

7.3.4光谱数据的讨论214

7.4沸石基质材料中稀土离子光谱化学［19］219

7.4.1 沸石基质中稀土光谱研究的若干问题及其意义219

7.4.2沸石中稀土离子的存在状态及其光谱特征228

7.4.3 Eu3+在NaY、NaX和NaA型沸石基质中的光谱特征［23］231

7.4.4 NaY、NaX和NaA型沸石基质中Tb3+的光谱特征［25］239

7.4.5沸石基质中Eu3+的还原及Eu2+的稳定性［26］242

参考文献249

第8章灯用荧光粉251

8.1荧光照明设备251

8.2灯用荧光粉的制备255

8.3光致发光材料257

8.3.1 照明用灯用荧光粉257

8.3.2其他用途的灯用荧光灯粉272

8.3.3高压汞灯荧光粉274

8.3.4双光子发射荧光粉277

8.4制备荧光粉的一般方法278

8.4.1原料的选择与分析278

8.4.2配料279

8.4.3混料279

8.4.4焙烧279

8.4.5后处理工艺280

8.4.6洗涤280

8.4.7灯粉的质量评价280

8.5展望281

参考文献283

第9章荧光灯粉的制备285

9.1荧光粉原材料的制备285

9.1.1 BaHPO4的制备288

9.1.2 SrHPO4的制备291

9.1.3 MnNH4PO4·H2O的制备293

9.1.4 CdNH4PO4·H2O的制备294

9.1.5碱土金属碳酸盐的制备295

9.1.6 CaHPO4的制备298

9.1.7 CdO2和ZnO2的制备305

9.1.8 ZnS和Zn1-χCdχS2的制备306

9.2卤磷酸盐荧光灯粉的制备309

9.2.1 Ca5（F,Cl）（PO4）3：Sb,Mn粉的配料与制备工艺313

9.2.2制备卤磷酸盐灯粉的设备314

9.2.3卤磷酸盐制备工艺315

9.2.4最佳工艺条件说明320

9.2.5 卤磷酸盐类荧光灯粉的种类328

9.2.6 Sr5F（PO4）3：Sb荧光粉的制备（锶蓝）329

9.3其他荧光灯粉的制备330

9.3.1 Sr2P2O7：Sn荧光粉的制备331

9.3.2 （Sr,Mg）3（PO4）2：Sn荧光粉的制备334

9.3.3 （Sr,Zn）3（PO4）2：Sn荧光粉的制备336

9.3.4（Ca,Zn）3（PO4）2：Sn荧光粉的制备337

9.3.5 Zn2SiO4：Mn荧光粉的制备339

9.3.6CaSiO3：Pb，Mn荧光粉的制备342

9.3.7 MgWO4：W荧光粉的制备345

9.3.8 CaWO4：Pb荧光粉的制备347

9.3.9 Ba2P2O7：Ti荧光粉的制备349

9.3.10 CdBO3：Mn荧光粉的制备351

9.3.11 Cd5Cl（PO4）3：Mn荧光粉的制备352

9.3.12 Mg4FGeO6：Mn荧光粉的制备354

9.3.13Mg5 As2O11：Mn荧光粉的制备356

9.3.14 Y2O3：Eu荧光粉的制备357

9.3.15 YVO4：Ln3+荧光粉的制备360

9.3.16三基色荧光粉的制备378

9.4有特殊用途的荧光粉的制备387

9.4.1 BaSi2O5：Pb荧光粉的制备387

9.4.2（Ba,Sr）2（Mg,Zn）Si2O7：Pb荧光粉的制备389

9.4.3 Y3Al5O11：Ce3+荧光粉的制备393

9.4.4 Sr2P2O7：Eu荧光粉的制备394

9.4.5 YMg2Al11O19：Ce3+荧光粉的制备396

9.4.6 MgGa2O4：Mn2+荧光粉的制备397

9.4.7 Sr3（PO4）2：Eu2+荧光粉的制备399

参考文献401

第10章碱土金属硫化物荧光粉的制备和热释发光403

10.1 概述403

10.2材料制备方法405

10.2.1 不同形式碱土金属硫化物的制备方法406

10.2.2碱土金属硫化物的性质414

10.2.3激活剂的掺杂417

10.2.4助熔剂的作用418

10.3热释发光418

10.3.1热释发光理论419

10.3.2实验过程422

10.3.3 TL曲线425

10.3.4 TL光谱447

10.3.5混合体系的TL447

10.4讨论449

10.5.1 TL辐射剂量测定451

10.5应用451

10.5.2光激励发光辐射剂量测定452

10.5.3电致发光元件453

10.5.4阴极射线管453

10.5.5涂料453

10.5.6 IR传感器454

10.6总结454

参考文献455

11.1 阴极射线管的原理和显像457

第11章阴极射线荧光粉457

11.2阴极射线荧光粉的制备461

11.3阴极射线荧光粉462

11.3.1黑白电视机荧光粉463

11.3.2彩色电视机荧光粉463

11.3.3投影式电视机荧光粉465

11.3.4其他阴极射线荧光粉468

11.4展望470

参考文献471

12.1 概述472

第12章X射线荧光粉及其积量技术472

12.1.1 X射线的产生及其性质473

12.1.2 X射线的吸收474

12.1.3早期的增感屏476

12.1.4 X射线影像光激励荧光屏479

12.1.5计算机智能化X射线断层扫描技术（CT）484

12.2 X射线荧光粉的制备487

12.2.1 粉末屏487

12.2.2 陶瓷片488

12.3.1老式增感屏用荧光粉490

12.2.3单晶体490

12.3材料490

12.3.2光激励存储荧光屏用荧光粉493

12.3.3计算机智能化X射线断层扫描技术（CT）用荧光材料497

12.4粉末材料配方与制备工艺500

12.4.1 X射线增感屏用荧光粉500

12.4.2计算机智能化X射线断层扫描技术（CT）用荧光粉504

12.4.3 X射线荧光粉505

12.5展望506

参考文献507

第13章高能射线闪烁体及其脉冲计数技术509

13.1致电离辐射与凝聚态物质之间的相互作用509

13.2闪烁体晶体的应用512

13.3材料制备（晶体生长）519

13.4闪烁体材料524

13.4.1碱金属卤化物524

13.4.2钨酸盐525

13.4.3 Bi4Ge3O12（BGO）526

13.4.4 Gd2SiO5：Ce3+和Lu2SiO5：Ce3+527

13.4.5CeF3529

13.4.6其他的Ce+闪烁体及相关材料532

13.4.7 BaF2（交叉发光；粒子识别）532

13.4.8其他交叉发光材料534

13.5展望535

参考文献537

第14章长余辉发光材料540

14.1长余辉材料发光原理541

14.1.1 专用术语541

14.1.2二价铕离子激发态理论［6］545

14.1.3激活剂发光机理549

14.1.4长余辉发光机理554

14.1.5浓度猝灭558

14.2金属硫化物系列559

14.2.1 ZnS:X长余辉材料559

14.2.2 CaS:X长余辉材料561

14.3掺杂放射性物质的发光材料563

14.3.1掺杂天然放射性物质的发光材料564

14.3.2利用人造β辐射体的发光材料564

14.4稀土铝酸盐系列565

14.4.1历史沿革565

14.5稀土硅酸盐系列［33,34］569

14.4.2材料的应用开发研究569

14.6红色长余辉材料571

14.6.1 红色长余辉磷光粉各论［38,39］572

14.6.2各类红色长余辉磷光粉发光性能的比较575

14.7长余辉材料的制备方法576

14.7.1高温固相法576

14.7.2化学沉淀法578

14.7.3水热合成法578

14.7.5溶胶－凝胶法579

14.7.4燃烧合成法579

14.8.1夜明塑料580

14.8超长余辉材料的应用580

14.8.2夜明涂料582

14.8.3夜明油墨583

14.8.4夜明玻璃584

14.8.5夜明陶瓷585

14.9展望586

参考文献587

15.1.1上转换过程590

第15章上转换材料及其发光机理590

15.1上转换过程与上转换材料590

15.1.2上转换材料592

15.1.3总结598

15.2实例分析600

15.2.1样品制备和光谱测试600

15.2.2激发机理600

15.2.3实验结果讨论602

15.3粉末材料配方与制备工艺605

参考文献609

第16章 电致发光材料611

16.1发光二极管和半导体激光器613

16.2高场电致发光614

16.3粉末材料配方与制备工艺617

参考文献620

第17章稀土固体激光材料621

17.1产生激光发射的基本原理622

17.2激光介质627

17.2.1气体628

17.2.2液体629

17.2.3固体630

17.3稀土固体激光材料研究和发展现状635

17.3.1 传统Nd：YAG激光晶体的改进635

17.3.2新的发射波长的激光晶体636

17.3.3固体可调谐激光晶体637

17.3.4稀土光导纤维638

17.3.5自倍频激光晶体639

17.4镧系激光离子的综述640

17.4.1三价离子640

17.4.2二价离子651

17.5锕系离子的综述654

17.5.1铀（Np4+）657

17.5.2镎（Pu4+）657

17.5.3钚（Am4+）658

17.5.4镅（Cm4+）658

17.5.5锔（Cm，Am2+，Bk4+）658

17.5.6锫（Bk）659

17.5.7锎（Cf）659

17.5.8锿（Es）659

17.6结论660

17.5.9荧光敏化作用660

参考文献661

第18章其他发光材料663

18.1荧光免疫分析663

18.1.1原理663

18.1.2材料664

18.2光导纤维放大器和激光器666

18.3微粒物质发光668

参考文献671