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        國際材料科學領域基礎研究的最新成果-發光材料

        發布時間:2012-06-07    瀏覽次數:4046

        (1)發展了任意多振動模杜辛斯基轉動混合的無輻射躍遷理論,考慮了激發態與基態勢能面的不同特征,得到一個全新的無輻射躍遷解析公式,并實現了第一性原理數值計算,不需要任何參數,就可以從化學結構定量預測熒光效率,并闡述了有機發光材料的聚集誘導發光的微觀機制。相關論文發表在《Journal of the American Chemical Society》(《美國化學會會志》)上。2007年8月27日,美國化學會在其主頁對該項成果做了專題評論,指出“研究者建立了處理無輻射過程的第一性原理理論形式,可以預測大分子的熒光過程,不僅給出了與已知實驗一致的結果,還定量地預測了實驗難以得到的光物理參數”。
        (2)稀土發光材料制備方法。中國科學院長春應化所研究員石春山課題組發明了“稀土發光材料制備方法”。該方法不僅體系新穎,制備工藝簡便,易于操作,而且提高了發光材料的發光性能和制燈后的使用壽命,還為探尋新的發光材料及其應用拓寬了領域。
        據了解,稀土三基色發光材料,尤其是燈用材料,具有發光效率高、壽命長、顯色性好等優點,在照明和顯示領域已有廣泛應用。而迄今為止,稀土三基色發光材料及其制備方法一直以摻雜三價銪離子的氧化釔作為紅粉、以三價鋱離子和三價鈰離子共摻雜的多鋁酸鎂作為綠粉、以二價銪離子摻雜的多鋁鎂酸鋇作為藍粉。制備發光材料時,將三種材料按比例研混后高溫灼燒,產物再經過科學后處理,最后得到實用的稀土三基色熒光粉。不同的制備方法往往會影響材料的發光性能和燈的使用壽命。
        石春山課題組于1994年就提出“電子構型具有一定特征的一對三價稀土離子之間存在共軛效應,在某些體系中可實現電子轉移而產生價態異常變化”的論述。隨后,國內外相繼有多篇文獻報道驗證或運用了這一理論。
        在之后的研究工作中,石春山課題組將這一基礎研究成果具體應用于稀土發光材料的制備中,發明出一類新的具有自主知識產權的稀土三基色發光材料及其制備方法。通過將激活劑與基質化合物研混后,在空氣中直接高溫灼燒,得到一類單基雙摻稀土三基色發光材料。
        實踐證明,該項發明提供的一類新稀土三基色發光材料都是一種基質,可避免多基質相互作用引起的光學能量損耗;該項發明提供的制備方法,不需要采用任何還原劑,產生藍光發射的二價銪離子,是在合成過程中由摻入的三價銪離子與摻入的三價鋱離子之間產生電子轉移形成的,即三價鋱離子失去一個電子,部分地氧化成不發光的四價鋱離子,而三價銪離子得到一個電子,部分地還原成發藍光的二價銪離子。這樣,在發光材料中就有發紅光的三價銪離子、發綠光的三價鋱離子、發藍光的二價銪離子和不發光的四價鋱離子四種稀土離子共存,紫外光激發下發射的紅、綠、藍三基色光復合成白色光發出。該項發明提供的制備方法,省去了特定的還原工藝過程。因此,該發明簡化和凈化了流程,方便了操作。
        目前,該項發明的原理和相關技術已擴展到硫氧化物以及多孔材料,為探尋新的發光材料及其應用拓寬了領域。該發明日前獲得美國商標專利局授權。

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