稀土光功能材料

稀土元素的特殊电子构型及其光谱性质为它作为光功能材料奠定了基础。本书结合当前高技术、新材料发展趋势及现状，较全面而系统地介绍稀土光功能材料的相关知识和进展，将为人们深入了解稀土光功能材料和开发新型稀土光功能材料提供必要的基础知识。本书共15章，除了按激发条件对稀土发光材料进行系统的介绍，如高能粒子、阴极射线、真空紫外、气体放电、发光二极管等激发的稀土发光材料外，更多地介绍高技术发展所需的稀土光功能材料，如太阳光转换稀土材料、稀土长余辉发光材料、红外变可见上转换发光材料、稀土电致发光材料、稀土磁光材料、稀土光化学材料、稀土激光材料和稀土非线性光学材料等以及它们的原理和应用。

第1章稀土光功能材料基础1
1.1光与光学功能材料1
1.1.1光的本质1
1.1.2光学介质材料4
1.1.3光的偏振性和相干性6
1.1.4光和固体的相互作用13
1.2稀土离子的光谱特性14
1.2.1稀土元素和离子的电子组态14
1.2.2稀土离子的光谱项与能级16
1.2.3稀土离子的f-f跃迁19
1.2.4稀土离子的f-d跃迁28
1.2.5稀土离子的电荷迁移带47
参考文献51
第2章高能粒子激发的稀土发光材料54
2.1闪烁体54
2.2高能物理用闪烁体58
2.3核医学成像用闪烁体60
2.4稀土闪烁材料63
2.4.1稀土硅酸盐闪烁体63
2.4.2稀土铝酸盐闪烁体68
2.4.3稀土卤化物闪烁体71
2.5陶瓷闪烁体77
2.6X射线发光材料82
2.6.1X射线发光82
2.6.2X射线增感屏86
2.6.3X射线增感屏用发光材料88
2.6.4X射线存储发光材料95
2.6.5X射线发光玻璃100
参考文献102
第3章阴极射线用稀土发光材料107
3.1阴极射线发光与阴极射线管107
3.2阴极射线管用稀土发光材料111
3.2.1电视显像管用荧光粉112
3.2.2投影电视用荧光粉116
3.2.3超短余辉发光材料122
3.3场发射显示用发光材料124
3.3.1场发射显示的基本原理124
3.3.2FED荧光粉126
3.4低压阴极射线发光和真空荧光显示129
3.4.1真空荧光显示器129
3.4.2VFD发光材料131
参考文献133
第4章真空紫外激发的稀土发光材料134
4.1等离子体平板显示(PDP)及其发光材料134
4.1.1等离子体平板显示(PDP)134
4.1.2PDP用稀土荧光粉138
4.1.3基质敏化及其规律144
4.2量子剪裁147
参考文献156
第5章气体放电灯用稀土荧光粉159
5.1气体放电光源159
5.2灯用稀土三基色荧光粉164
5.2.1稀土三基色红粉165
5.2.2稀土三基色绿粉168
5.2.3稀土三基色蓝粉176
5.3冷阴极荧光灯用荧光粉183
5.4紫外灯用发光材料185
5.5高显色灯用荧光粉190
5.6植物生长灯用荧光粉193
5.7高压汞灯用稀土发光材料195
5.8金属卤化物灯用稀土发光材料200
5.8.1金属卤化物灯200
5.8.2稀土金属卤化物灯用发光材料203
5.8.3稀土卤化物的制备206
5.8.4金属卤化物灯类型207
参考文献211
第6章白光LED用稀土荧光粉213
6.1白光LED213
6.2白光LED用YAG∶Ce荧光粉216
6.3白光LED用硅酸盐荧光粉220
6.4白光LED用氮化物荧光粉229
6.4.1白光LED用硅基氮化物230
6.4.2硅氮氧化合物237
6.5白光LED用硫化物荧光粉245
6.6白光LED用钼酸盐荧光粉245
6.7紫外和近紫外LED用荧光粉246
参考文献251
第7章太阳光转换稀土材料255
7.1稀土光转换农膜255
7.1.1太阳光谱与植物的光合作用255
7.1.2农膜光转换剂259
7.1.3稀土配合物发光261
7.1.4稀土配合物光转换农膜268
7.2太阳能电池用稀土光转换材料275
7.2.1太阳能电池275
7.2.2用于太阳能电池的稀土光转换材料280
7.2.3稀土聚光材料284
7.3稀土防紫外材料286
参考文献297
第8章稀土长余辉发光材料301
8.1长余辉发光材料及其发展301
8.2稀土离子激活的硫化物长余辉发光材料304
8.2.1ZnS∶Eu2+荧光粉304
8.2.2CaS系列红色长余辉发光材料305
8.2.3SrS∶Eu2+,Er3+红色荧光粉309
8.3稀土铝酸盐长余辉材料312
8.3.1稀土离子激活的碱土铝酸盐长余辉材料的发展312
8.3.2稀土激活的碱土铝酸盐的光谱316
8.3.3影响稀土铝酸盐长余辉发光材料性能的因素319
8.3.4稀土铝酸盐长余辉材料的发光模型330
8.4稀土激活的硅酸盐长余辉材料341
8.5稀土红色长余辉发光材料的探索346
8.6长余辉玻璃与陶瓷350
参考文献353
第9章红外变可见上转换发光材料358
9.1稀土离子的上转换发光358
9.2稀土离子上转换发光材料的基质361
9.2.1氟化物与复合氟化物364
9.2.2稀土氧化物与复合氧化物365
9.2.3卤化物与卤氧化物367
9.2.4含硫化合物368
9.3稀土离子上转换发光及其机制368
9.3.1单个离子的步进多光子吸收上转换发光368
9.3.2逐次能量转移上转换发光369
9.3.3合作敏化能量转移上转换发光370
9.3.4交叉弛豫能量转移上转换发光371
9.3.5“光子雪崩”过程372
9.4稀土上转换纳米发光材料372
9.5稀土上转换发光材料的应用375
9.5.1稀土上转换发光材料用于生物标记和活体成像377
9.5.2上转换立体三维显示380
9.5.3稀土上转换材料用于太阳能的开发381
参考文献383
第10章稀土电致发光材料386
10.1稀土无机电致发光材料386
10.1.1电致发光的过程386
10.1.2无机粉末电致发光材料388
10.1.3无机薄膜电致发光材料和显示器件389
10.2稀土有机电致发光材料396
10.2.1有机电致发光的基本原理和器件结构396
10.2.2稀土配合物OLED材料401
参考文献411
第11章稀土磁光材料414
11.1磁光效应414
11.2稀土磁光材料417
11.2.1磁光玻璃419
11.2.2磁光晶体423
11.2.3稀土？铁族金属非晶薄膜磁光材料430
11.2.4其他磁光材料432
11.3稀土磁光材料的应用433
参考文献438
第12章稀土光化学材料439
12.1稀土光催化材料439
12.1.1光催化过程439
12.1.2光解水制氢441
12.1.3稀土光催化材料——CeO2443
12.2稀土光致变色材料446
12.2.1光致变色材料及其变色机理446
12.2.2光敏和光致变色玻璃448
12.3稀土光降解材料450
12.3.1稀土光敏材料452
12.3.2稀土光降解材料光降解机理455
12.3.3稀土光？生物降解材料458
参考文献459
第13章稀土激光材料461
13.1激光与激光器461
13.1.1激光产生原理461
13.1.2激光器的分类465
13.1.3激光材料的基本要求475
13.2稀土激光材料477
13.2.1稀土激光材料的激活离子477
13.2.2稀土激光晶体482
13.2.3化学计量比激光晶体499
13.2.4稀土玻璃激光材料504
13.2.5上转换激光器507
13.2.6稀土光纤激光材料512
13.2.7透明陶瓷激光材料518
13.2.8液体激光器524
13.2.9稀土气体激光工作物质531
参考文献532
第14章稀土非线性光学材料536
14.1非线性光学材料536
14.1.1非线性光学536
14.1.2稀土非线性光学材料541
14.2稀土光限幅材料(激光防护材料)545
14.2.1光限幅材料545
14.2.2稀土元素掺杂的光限幅材料548
参考文献550
第15章稀土光学玻璃552
15.1稀土玻璃552
15.1.1稀土玻璃的形成与特征552
15.1.2稀土光学玻璃简介556
15.2稀土光学玻璃的主要应用领域559
15.2.1高折射率的稀土光学玻璃559
15.2.2稀土红外光学玻璃565
15.2.3稀土的有色光学玻璃567
15.2.4稀土的光学眼镜玻璃569
15.3稀土在玻璃着色中的应用573
15.3.1玻璃器皿的稀土着色573
15.3.2人造珠宝玻璃的稀土着色575
15.3.3稀土着色陶瓷釉576
15.4功能性稀土玻璃578
15.4.1玻璃光学纤维578
15.4.2稀土玻璃激光材料581
15.4.3磁光玻璃581
15.4.4发光玻璃583
15.4.5光色玻璃及其应用585
15.4.6防辐射、耐辐射和耐高温玻璃586
参考文献589