基于稀土离子f-d跃迁的FED新发光材料的设计、合成和光谱性质研究

FED是一种平板显示方式，它继承了CRT的优势，还可很好地杜绝CRT的电磁辐射和X射线辐射及LCD 的拖尾和残像。与LCD和PDP等平板显示相比，FED有高亮度、高对比度、宽视角、高响应速度、高分辨率、更低能耗等特性。发光材料是FED的核心和关键材料，但通过RGB三基色显示时，色域较小。本项目综合考虑基质化合物晶体结构、稳定性、声子频率、发光中心配位形式、键长、配位数、格位对称性等因素对Ce3+、Eu2+等稀土离子5d能级及发光的影响，结合晶体场理论，设计、合成系列硅酸盐、铝酸盐和镓酸盐等基质发光材料，通过VUV-vis光谱全面认识不同微环境下Ce3+、Eu2+的5d能级重心、晶体场劈裂和Stokes位移，研究低压阴极射线激发下材料的发光性质，理解不同激发方式对Ce3+、Eu2+离子发光和能量传递的影响。在前期工作基础上，探索低压阴极射线激发下可扩大FED显示色域的蓝绿光(即青色)发射材料

发光材料是FED 的核心和关键材料，但通过RGB 三基色显示时，其色域较小。为探索低压阴极射线激发下可扩大FED 显示色域的蓝绿光(即青色)发射材料，本项目利用高温固相反应方法，合成了Eu2+/Ce3+等具有f-d跃迁的稀土离子掺杂的发光材料。由于Ce3+离子可作为同一基质相同格位上其他稀土离子f-d跃迁的探针离子，为清楚认识配位环境对Eu2+/Ce3+离子5d轨道能量的影响，首先测定了Ce3+离子在不同基质中在VUV-UV-vis范围的光谱并讨论了不同微环境下的Ce3+的5d 能级重心、晶体场劈裂和Stokes 位移。在此基础上，分析了温度、掺杂浓度对Eu2+/Ce3+发光和荧光衰减、能量传递的影响，研究了低压阴极射线激发下材料的发光性质。发现低压阴极射线激发下，Sr8(Si4O12)Cl8:Eu2+有色坐标为(0.136, 0.298)的绿蓝色(青色)快衰减(~0.9 μs)强发射，表明该材料在宽色域3D显示方面的潜在应用。此外，青色发射荧光粉Sr6BP5O20:Eu2+的色坐标(0.162, 0.298)位于传统阴极射线用三基色荧光粉色坐标之外，也能够有效的扩大显示色域。资助项目执行期间，培养出站博士后1名，在站博士后1名，已获学位博士研究生7名，在读博士研究生5名，已获学位硕士研究生5名，在读硕士研究生3名。截至目前，已发表标注基金资助的研究论文43 篇，参加国际国内学术会议报告8次；申请国家发明专利6件；获得广东省科学技术二等奖1项。