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过渡金属离子Cu和Mn掺杂无水芒硝的制备及其光致发光特性

作　者: 阿吉木·阿不来
导　师: 艾尔肯·斯地克；阿力甫·沙吾提
学　校: 新疆师范大学
专　业: 理论物理
关键词: 光致发光无水芒硝过渡金属离子真空紫外光激发
分类号: O482.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文中,研究了新疆艾丁湖无水芒硝的物理化学性质,以新疆艾丁湖无水芒硝作为发光基质材料,采用热处理法制备了分别Cu和Mn掺杂无水芒硝荧光粉,并研究了在室温下的光致发光性质。综合发射光谱,激发光谱及不同掺杂浓度的发射光谱等测量结果,确认了Cu掺杂无水芒硝中Cu⁺和Cu²⁺离子各发光谱线的来源。由260 nm激发下的发射光谱可知,Cu⁺内3d⁹4s→3d¹⁰电子跃迁呈现出峰值位于430 nm处的宽带发射谱。而300 nm激发下的发射光谱是峰值在430和550 nm处的两个宽带谱组成,分别归属于Cu⁺内3d⁹4s→3d¹⁰跃迁和Na₂SO₄的导带至Na₂SO₄带隙中Cu²⁺激发态Cu²⁺（d⁹）的跃迁。随着Cu掺杂量的增加,在430 nm处的发光不产生浓度淬灭,而550 nm处产生了明显的浓度淬灭。通过利用同步辐射光源,得到了Mn掺杂无水芒硝的在真空紫外光激发下的光致发光谱。在172 nm激发下的发射光谱是峰值在592 nm处的宽带谱构成,所得到的宽带谱归属于Mn²⁺的3d电子组态内T₁⁴→A₁⁶的辐射跃迁。红色发光监测得到的激发光谱分为两类:峰值位于165和233 nm处的基质吸收带和位于210和274nm处的Mn²⁺的吸收带。掺杂Mn的含量在0.1⁰.4 %范围内,随着Mn掺杂量的增加,在Mn激活无水芒硝（Na₂SO₄:Mn）的发射光谱强度相应的增强,含量达到0.3 %时出现浓度淬灭现象。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-6
绪论  6-27
  1.1 引言  6-7
    1.1.1 本论文的研究内容  6-7
  1.2 发光概述  7-19
    1.2.1 发光的含义和分类  7-9
    1.2.2 光致发光的主要特征及一般规律  9-15
    1.2.3 影响发光的几个主要因素  15-16
    1.2.4 发光材料的制备  16-19
  1.3 芒硝及其性质  19-22
    1.3.1 矿物发光  19-20
    1.3.2 艾丁湖无水芒硝的发光性质  20-22
  1.4 过渡金属离子及其发光原理  22-27
    1.4.1 过渡金属元素及电子组态  22-23
    1.4.2 过度金属离子的发光原理  23-27
2 Cu掺杂无水芒硝的光致发光特性研究  27-32
  2.1 研究简介  27-28
  2.2 实验方法  28
  2.3 结果和讨论  28-31
    2.3.1 天然无水芒硝和Na_2SO_4:Cu 的XRD  28-29
    2.3.2 Na_2SO_4:Cu 的发射光谱特性  29-30
    2.3.3 不同Cu 掺杂量对Na_2SO_4:Cu 发射光谱的影响  30-31
  2.4 小结  31-32
3 Mn掺杂无水芒硝的光致发光特性研究  32-36
  3.1 前言  32
  3.2 实验方法  32-33
  3.3 结果和讨论  33-35
    3.3.1 Na_2SO_4:Mn 在真空紫外光激发下的发射光谱特性  33
    3.3.2 Na_2SO_4:Mn 的激发光谱特性  33-34
    3.3.3 不同Mn 掺杂量对Na_2SO_4:Mn 发射光谱的影响  34-35
  3.4 小结  35-36
结论与展望  36-37
  1. 小结  36
  2. 展望  36-37
参考文献  37-41
在读期间发表的论文  41-42
后记  42

过渡金属离子Cu和Mn掺杂无水芒硝的制备及其光致发光特性

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