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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TL 447

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

13.4.5CeF3 529

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