1 序言

1.1 发光机理简述

随着环境问题的日益严峻，大气、水体污染的不断加剧而逐渐受到关注。根据现在人们的生活水平的不断提高，人们对各个领域的各种物质的要求也在不断的提高，所以人们的思维转到了对光材料的范畴内，发现了在发光的物质中掺一些稀土的发光材料，最后这种物质发出的光会比之前的物质发出的光明亮又通透性好，在人们生活中，发光物质已经成了很重要的一部分，其中在很多领域都有应用，比如化工、医药等。最近几年，对于能照明的东西已经逐步趋向人们的实用化，其中以白炽灯和荧光灯为主要部分，因为白炽灯发光效率不是很高，寿命的时间不是很长，除此以外各种能发荧光的灯都含有少量的重金属，对大自然也是有一定的污染的，所以，在现在的社会中，污染这么严重的情况下。图为固体发光的物理示意图：

1.2铈酸锶发光材料的研究进展

稀土的材料大部分有很相似的结构，最里边的一层4f电子能级相等的电子层的排布构型，所以一般含有稀土金属的元素都会表现出一些特性，特别是发光和照明领域[3-4]。稀土发光元素正因为是这种原因才会导致具有独特的一些性质，基本上在大部分的固体发光的范围内覆盖，稀土发光物质的发光的4f电子基础上在f-f组态之内或f-d组态之间的跃迁，之所以能从稀土物质富有的能级和4f电子的跃迁之中发现出许多更高级的材料。当电子从充满配体的分子轨道跃迁到稀土离子最里边的部分填充的4f壳层里，在光谱发射上会有比较宽的电荷迁移带，其一半的宽度能达到3-4Kw，谱带的地理位置受环境影响比较大，就现在来看已经了解到很多种三价离子和很多种四价离子都有共同的特点，那就是都有相似的电荷迁移带[5]。是因为在稀土离子的激发过程中，有些物质的跃迁强度不是很高。稀土离子由于其独特的内在结构，致会在掺杂铈酸锶里边出现发光的现象，稀土离子的内在结构是很特殊的，所以其他金属未出现发光的现象，只有稀土离子具有发光的性能。Sr₂CeO₄作为一种新型的蓝色发光材料在1998年Earl Danielson等人利用组合化学的方法（combinatorial chemistry methods）首次发现以来，以其高效的发光性能引起人们的普遍关注，在Earl Danielson的文章中首次提出了Sr₂CeO₄是一种新型的一维链状结构，属于正交晶系。通过对结构的进一步研究发现Sr₂CeO₄属于Pbam空间群，其各个晶胞参数分别是a=6·11897Å。，b=10·3495Å，c=3·5970Å，铈离子形成八面体配位，其中一个平面上的4个氧原子分别被另外两个CeO₆共用，形成八面体共边的链状结构，而剩下的两个反式终端氧原子与Sr²⁺配位结构。

1.2.1铈酸锶发光材料的结构特点

Danielson等人在《Science》杂志上首次报道Sr₂CeO₄在254nm紫外光激发下会发出蓝白光，其激光峰位于310nm左右，是一个宽带双峰，发射峰是以485nm为主峰位的从400-600nm的宽峰，在色谱图上的坐标分别是x=0·198和y=0·292，荧光寿命为51·3±2·4us，量子产率约为0·48±0·02，并提出Sr₂CeO₄荧光体电荷转移发光机理^[13]。人们发现铈酸锶具有很特别的发光性质后，人们对这种物质产生了强烈的好奇心和对这种物质有强烈的期望，因为在现在的情况下，人们都想要争取完美，然后对发光物质的期望是越来越高的，在一种期刊报道中，第一次发表了铈酸锶的一些具体结构形态等。人们对这种物质进行研究，发现它是一种八体的结构形态，通过这个结构，我们会看到铈处在中心的位置，而氧原子分别在各个边上和角上目前，白光LED以其节能、长寿而且环保的优势已被广泛应用于各种领域，在工业上可以作为一种极其重要的白色化工原料 。而稀土作为白光LED的重中之重，直接决定着发光性能，这对研究与创新具有很大的应用潜力。稀土离子由于其独特的结构，在铈酸锶中掺杂一些稀土金属，荧光效果会更好，发光强度增强，所以人们发现铈酸锶有与其他化合物不同的结构，发光材料很受到人们的关注，比如电视机的显示器、电脑显示器等。所以现在好多人对发光物质有了进一步的研究，在不污染环境的前提下，掺杂一些稀土金属，绿色环保，节约能源。