关于稀土发光材料的研究

稀土元素特殊的电子构型，使其成为新材料的宝库，而稀土发光材料则是这宝库中五光十色的瑰宝。稀土离子的发光特性，主要取决于稀土离子4f壳层电子的性质。稀土离子的一般电子构型是(Xe)( 4f)N (5s)2(5P)°，随着4f壳层电子数的变化，稀土离子表现出不同的电子跃迁形式和极其丰富的能级跃迁。研究表明，稀土离子的4f电子组态中共有1639个能级，能级之间的可能跃迁数目高达199177个，可观察到的谱线打30000多条，如果再涉及4f ~ 5d的能级跃迁，则数目更多，因而稀土离子可以吸收或发射从紫外到红外区的各种波长的光而形成多种多样的发光材料。稀土离子的优异发光特性为利用其制作高效发光材料奠定了基础。
稀土发光材料曾在发光学和发光材料的发展中起着里程碑的作用，1908年Becguerel发现稀土锐吸收谱线;1959年发现用Yb*作敏化剂，E*，Ho*，Tm*作激活剂的光子加和现象，为上转换材料研发奠定基础; 1964年 YVO: Eu ,Y03:Eu和 1968年,0,S:Eu等彩电红粉的出现，使彩电的亮度提高到一个新水平;20世纪70年代出现的红外变可见上转换材料，从理论上提出反Stokes 效应;1973年发现稀土三基色荧光粉(BaMgAloO : Eu，MgAl,O,: Ce，Tb，Y,0,:Eu)，使电光源品质提高到一个新层次;1974年在P*离子的化合物中发现光子剪裁，即吸收一个高能的光子，分割成两个或多个能量较小的光子;90年代出现稀土长余辉荧光粉（SrAl,0,: Eu，SrAl,0: Eu，RE)。
20世纪50年代末中国稀土分离技术的突破，高纯单一稀土氧化物被制备出来，为发展稀土发光材料提供了物质条件。中国于60年代中后期开始研发稀土发光材料。近30年来稀土发光材料已在中国众多领域获得重要而广泛的应用。70年代研制出高压汞灯用的Y(P, V)0:E红粉;用于彩色电视的Y,0, ∶Eu和Y,0,S∶Eu红粉;80年代开发出灯
用稀土三基色荧光粉、x光增感屏、红外变可见上转换材料等;O年代研制出等离子显示(PDP)用的稀土荧光粉、稀土长余辉材料等多种荧光粉:21世纪初大力开发白尧LET 发光二极管）用荧光粉。目前、中国稀土发光材料产业已在国际上占有–席之地。
稀土发光材料品种多、应用面广，已知的稀土发光材料品种达到.300种以上。目前稀土发光材料主要应用于节能灯、半导体照明、平板显示、闪烁晶体等领域．已成为节能照明、信息显示、光电探测等领域的支撑材料之一，为技术进步和社会发展发捭着日盗重要的作用(‘2]。发光材料发展的趋势表明，稀土发光材料逐渐取代非稀土发光材料，已成为发光材料研究与应用的主导，并是发光材料研究的重点和前沿。因此，国内外的竞争非常激烈。
稀土发光材料不仅成为中国稀土应用的主要领域之一，也是实现稀土资源高值化最重要的途径之一。中国具有丰富的稀土资源，为中国稀土发光产业的发展奠定了基础。