导读:本文包含了红外发光材料论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:锰,稀土离子共激活,Y_2MgTiO_6,荧光动力学,能量传递
红外发光材料论文文献综述
李金琼[1]（2019）在《锰（Ⅳ）与稀土离子共激活钛酸镁钇红外发光材料的制备及能量传递机理》一文中研究指出镧系离子(Ln)和过渡金属离子共激活的近红外发光材料由于其特殊和优良的发光性能被广泛应用于太阳能电池光谱转换器、固态激光器、生物成像、Ge光伏器件、光纤光学放大器和生物荧光探针等领域。稀土离子(RE)激活的近红外发光材料由于4f-4f能级禁阻跃迁,在近红外(NIR)光谱范围内通常表现出微弱的窄带吸收,这导致了它的低激发效率和相应的弱近红外发射。敏化方法是提高稀土离子吸收效率从而提高发射强度的重要途径。本文采用高温固相法合成了四价锰离子与不同的叁价稀土离子(Tm3+,Nd3+,Ho3+)共激活双层钙钛矿Y2MgTiO6(YMT)近红外发光材料,利用Mn4+离子向稀土离子(Tm3+,Nd3+,Ho3+)有效能量传递,从而实现稀土离子(Tm3+,Nd3+,Ho3+)特征近红外光发射,通过稳态光谱和荧光动力学的研究揭示了在Mn4+/RE3+共激活YMT单基质材料中四价锰离子与不同的叁价稀土离子(Tm3+,Nd3+,Ho3+)间能量传递机理。(1)采用高温固相反应制备Mn4+/Tm3+离子共掺杂Y2MgTi06荧光粉,观察到在不同激发下的Mn4+和Tm3+之间的相互能量传递过程。在从Mn4+向Tm3+离子能量传递过程中,Y2MgTi06:Mn4+/Tm3+荧光粉在800 nm、1488 nm和1800 nm附近表现出强烈的近红外发射。其中,近红外发射(800 nm 3H4→3H6)主要是通过Mn4+向Tm3+的共振能量传递以及Tm3+的下迁移;第二个近红外发射(1488 nm,3F4→3H4)和第叁个近红外发射(1800 nm,3F4→3H6)主要是通过Mn4+向Tm3+的共振能量传递和Tm3+的下转换。基于Dexter's理论,能量传递机制主要是由于Mn4+和Tm3+离子之间的偶极-偶极相互作用,这是导致Tm3+的多重近红外发射大幅度增强的原因。Tm3+离子的多重近红外发射使Y2MgTi06:Mn4+/Tm3+荧光粉在固态激光器、生物成像、Ge光伏器件(带隙约0.67eV)等方面具有潜在的应用前景。(2)通过高温固相反应制备Mn4+/Nd3+共掺杂Y2MgTiO6近红外荧光材料。在331 nm激发下观察到由Mn4+敏化的Nd3+离子的高效885 nm和1085 nm近红外发射。详细的研究了Mn4+离子与Nd3+离子之间的相互能量传递机理。研究结果表明,Mn4+到Nd3+的能量传递主要是通过共振能量传递和声子辅助能量传递。锰离子敏化Nd3+1085nm近红外发光使其发光增强5倍。Nd3+多波长近红外发射使得YMT:Mn4+/Nd3+荧光粉在单晶硅太阳能电池的荧光转换层具有潜在的应用价值。(3)采用高温固相反应合成了一系列不同锰离子和Ho3+离子掺杂浓度的YMT:Mn4+/Ho3+荧光粉。锰离子向Ho3+离子的能量传递主要是通过共振能量传递和声子辅助能量传递过程来实现Ho3+离子的单波段近红外发光。在Mn4+/Ho3+共掺杂的钛酸镁钇YMT体系中观察到1197 nm单波段近红外发射。锰离子敏化Ho3+1197 nm单波段近红外发射使其发光强度增强18倍。1197 nm的发射波长位于生物第二光学窗口,这使得Ho3+掺杂近红外发光材料可能在生物成像和荧光标记等领域具有广泛的应用前景。(本文来源于《江西理工大学》期刊2019-05-25）
张凯蒙[2]（2019）在《基于近红外发光的铱配合物共价键合于聚烯烃咔唑类杂化材料的开发及其光电性能研究》一文中研究指出目前,近红外发光的铱金属配合物由于稳定性好、高发光效率及微秒级磷光寿命等而备受关注。同时,就其物理掺杂于有机聚合物的近红外聚合物发光二极管(NIR-PLEDs)应用而言,存在铱配合物客体与有机聚合物主体之间的相分离、局部浓度光淬灭等不足而导致电致近红外发光的效率低下及效率滚降严重。针对上述“瓶颈”问题,本论文着力于将近红外发光的铱配合物共价键合于有机聚合物骨架而实现发色团“分子”意义上的均匀分散。并且,在确保优良光物理性能前提下,尝试了键合型聚合物近红外发光材料的NIR-PLED器件创制。主要的研究内容如下:(1)通过引入氮杂环配体Hiqbt(1-(benzo[b]thiophen-2-yl)isoquinoline)为主配体,苯乙烯基功能化的席呋碱类配体4-VB-HPLP((E)-4-(4-vinylbenzene)-2-((phenylimino)methyl)phenol)或3-VB-HPLP((E)-4-(3-vinylbenzene)-2-((phenylimino)methyl)phenol)为辅助配体,分别得到近红外发光的铱金属配合物[Ir(iqbt)_2(4-VB-PLP)]及[Ir(iqbt)_2(3-VB-PLP)],同时,在结构表征基础上,研究了其光物理性能。(2)鉴于聚乙烯咔唑(PVK)优良的物理性能及强空穴传输能力,将近红外发光的苯乙烯基功能化铱配合物单体[Ir(iqbt)_2(4-VB-PLP)]与NVK(N-乙烯基咔唑)自由基共聚合,得到具有近红外发光的键合型高分子杂化材料Poly(NVK-co-[Ir(iqbt)_2(4-VB-PLP)])。同时,采用湿法成膜工艺,分别以[Ir(iqbt)_2(4-VB-PLP)]物理掺杂于PVK的掺杂型高分子杂化材料及键合型高分子杂化材料Poly(NVK-co-[Ir(iqbt)_2(4-VB-PLP)])为发光层制备NIR-PLEDs,并对比研究了其电致近红外发光性能。(3)为了进一步明确键合型高分子杂化材料的共聚合工艺对其NIR-PLED电致近红外发光性能的改善意义,就近红外发光的苯乙烯基功能化铱配合物单体[Ir(iqbt)_2(3-VB-PLP)]与NVK分别开展自由基共聚合和可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合而得到两种不同类型的键合型高分子杂化材料。同时,就其为发光层而制备NIR-PLEDs,并深入研究共聚合工艺对电致近红外发光器件性能的影响。(本文来源于《西北大学》期刊2019-05-01）
段翠翠[3]（2018）在《六配位Ni~(2+)荧光材料制备及近红外发光性能》一文中研究指出本论文以Ni2+掺杂ZnO-MgO-Al203-Si02(ZMAS)体系为研究对象,制备了以锌镁尖晶石固溶体为主晶相的透明微晶玻璃,研究了材料的热处理条件和光学性能。对CdO-MO-B2O3(M=Zn,Mg,Ni)体系硼酸盐新材料进行了探索,并研究了化合物的红外发光性能。(1)制备了 Ni2+掺杂的ZMAS体系的透明微晶玻璃,研究了微晶玻璃的超宽带发光现象。热分析结果表明样品的玻璃化转变温度(Tg)和析晶峰温度(Tc)分别为754℃和948℃。采用X-射线粉末衍射分析了两种热处理制度对玻璃的晶体形核、晶体生长及物相变化的影响,结果表明采用阶梯温度热处理制度可得到Ni2+掺杂的尖晶石相透明微晶玻璃。(2)利用紫外-可见吸收光谱对所制备的Ni2+掺杂ZMAS微晶玻璃中Ni2+的晶体场配位环境进行研究,发现Ni2+以四配位和六配位共同存在于尖晶石相中;荧光光谱测试表明红外荧光中心位于1324nm的样品荧光半高宽达490nm。样品的超宽带荧光主要是由于微晶玻璃中六配位Ni2+在ZnAl2O4和MgAl2O4形成的尖晶石相固溶体晶体场中的3T2g(3F)→3A2g(3F)能级跃迁。(3)通过两种方法研究了过渡金属Ni2+掺杂的ZMAS体系微晶玻璃样品的形核机理:a.将高温下玻璃熔体缓慢降温至不同温度,得到析出物,研究了析出物的形貌和物相组成;b.将基础玻璃样品在800℃分别保温0.5h、1h、1.5h、2h、3h后,通过X射线衍射技术分析玻璃中的物相变化情况。研究表明,在形核初期,玻璃基质中首先析出钛酸盐相,尖晶石以此为基础形核、长大;随着保温时间延长,钛酸盐相消失,最终表现为尖晶石相,说明形核剂的加入对透明微晶玻璃主晶相微晶体的成分无影响。(4)本文重新合成了课题组发现的Cd2.42Zn0.58B2O6和Cd2MgB2O6新型硼酸盐化合物,并分别展开了进一步研究。本文对Cd2.42Zn0.58B2O6与已知的硼酸盐α-Cd3B206和β-Cd3B206进行了结构上的对比,发现其中[B03]叁角形与阳离子中心多面体的连接方式有很大不同;通过对Cd2.42Zn0.58B206的紫外-可见漫反射光谱分析,得出该晶体材料光学带隙为3.96eV,对应的UV截止波长为313nm,这项工作对探索新的硼酸盐化合物具有指导意义。在Cd2MgB206晶体中,Cd2+和Mg2+均占据六配位格点,由于Mg2+半径(r=0.072nm)与Ni2+半径(r=0.069nm)接近,将NiO以一定比例掺杂于Cd2MgB206中,获得了 Ni取代Mg六配位格点的近红外发光材料。这为进一步研究以此为主晶相能够产生近红外发光现象的微晶玻璃提供了新的思路。(本文来源于《北方工业大学》期刊2018-06-07）
许丹丹[4]（2018）在《Sr_2MgWO_6:Cr~(3+),Nd~(3+)/Yb~(3+)近红外发光材料的制备和性能》一文中研究指出随着科学技术的发展,特别生命科学技术的发展,人们对近红外(NIR)发光材料的兴趣日益增长。NIR用于生物成像时,具有较深的组织穿透深度,自体荧光低,背散射少等优点而成为生物光学成像领域的新宠。NIR长余辉材料是指在激发光源停止之后,仍然能够发射NIR光并持续一段时间的材料。人们可先在生物体外将NIR材料激发之后再将材料注射到生物体内,借助材料持续发射的NIR光进行相应的生物研究。Cr~(3+)离子常常作为NIR长余辉材料的激活离子,并且相关研究取得瞩目的进展。已有文献报道Cr~(3+)掺长余辉材料的余辉时间长达360 h。有关Cr~(3+)掺体系的长余辉材料通常是含镓材料,比如Zn_3Ga_2Ge_3O_(10),ZnGa_2O_4,Ca_3Ga_2Ge_3O_(12)。为了满足人们对NIR长余辉材料的需要,拓宽Cr~(3+)掺NIR长余辉材料的种类,也为了更好地研究Cr~(3+)掺NIR长余辉材料余辉产生机制提供新的参考物,寻找新型非镓体系Cr~(3+)掺NIR长余辉材料显得尤为重要。本文以SrCO_3、CaCO_3、MgO、WO_3、Cr(NO_3)_3?9H_2O、Nd_2O_3、Yb_2O_3为原料,通过高温固相法合成了Sr_2MgWO_6:Cr~(3+),Nd~(3+)/Yb~(3+)和(Sr,Ca)_2MgWO_6:Cr~(3+),Yb~(3+)系列荧光粉样品。实验结果显示,Sr_2MgWO_6:Cr~(3+)荧光粉在NIR(700–1000 nm)具有强的宽谱发射。当Cr~(3+)的掺杂量为0.4%时,材料表现出最强的NIR发射,其强度为之前报道的Ca_2MgWO_6:Cr~(3+)强度的近3倍。同时,该材料还表现出优良的长余辉性能,当Cr~(3+)掺入量为0.1%时,材料的长余辉效果持续11000 s.共掺Nd~(3+)之后,材料的发射光谱向第二生物窗口拓展。在Cr~(3+)的特征吸收波长激发下观察Nd~(3+)的特征发射带,说明Cr~(3+),Nd~(3+)之间存在能量传递。同时激发光谱和荧光寿命进一步证实了Cr~(3+),Nd~(3+)之间的能量传递,并且能量传递的方式是通过F?rster共振能量转移(FRET)进行的。共掺Yb~(3+)之后,Cr~(3+),Yb~(3+)之间的能量传递也在荧光光谱、激发光谱中体现。少量Yb~(3+)(1%–4%)的掺入并不会导致新相的生成,大量掺入Yb~(3+)(>4%)将会导致新相的生成,并且随着Yb~(3+)掺入量的增加,新相含量增加。有趣的是,掺入适量的Yb~(3+)能增强Sr_2MgWO_6:Cr~(3+)材料的长余辉效果,我们对这个现象进行了详细的研究。通过热释光谱和XRD图谱分析,我们认为是适量Yb~(3+)离子掺入产生的新相使材料的缺陷增多,从而得到更持久的长余辉效果。Sr_2MgWO_6:Cr~(3+),Nd~(3+)/Yb~(3+)材料在NIR区具有强的荧光同时还有持久的长余辉效果,其发射带位于生物组织通透窗口,有望替代含镓材料成为新的一类可应用于生物成像的NIR材料。(本文来源于《暨南大学》期刊2018-06-01）
朱付萍[5]（2018）在《铋掺杂近红外发光材料的可控合成及光学性能研究》一文中研究指出铋掺杂发光材料,因为其发光光谱从紫外到中红外(300–3000 nm)可调节,可以覆盖生物学窗口和光纤低损耗通讯窗口,且具有较高量子效率等诸多优点,已经在照明、光纤通信、生物成像以及激光器件等多领域表现出非凡的应用潜能。本文基于目前Bi掺杂的近红外发光材料的研究现状,开展了对Bi掺杂的“keggin”型多金属氧酸盐(Cs_(3.0)H_(0.3)[SiW_(12)O_(40)]_(0.83)·3.0H_2O)以及CsPbI_3钙钛矿量子点等新型近红外荧光材料的可控合成,光谱性能以及发光机理的研究工作。其中,在发光机理的研究及物质结构分析中,采用了X射线吸收精细结构(EXAFs)与同步辐射X射线衍射(SXRD)的测试手段,确定了Bi元素的存在形态及配位环境,结合光学现象对其发光机理做出了合理地解释。本课题的主要研究内容如下:1.采用离子交换法,成功地将Bi离子掺杂到具有阴离子空位的“Keggin”型多金属氧酸盐–硅钨酸铯(Cs_(3.0)H_(0.3)[SiW_(12)O_(40)]_(0.83)·3.0H_2O)的阴离子结构中,后续在N_2气保护下高温退火,形成了Bi的近红外活性中心;其中,利用扫描电镜(SEM)和能量分布面扫描分析(EDS–mapping)对样品的形貌及元素分布进行表征;采用了魔角旋转核磁共振(NASNMR)、高分辨同步辐射X射线衍射(SXRD)、X射线吸收精细结构(XANEs)等测试手段,对样品的结构及Bi元素的存在形态及配位环境进行确定;同时,也采用了荧光光谱分析(fluorescence spectrum analysis)和荧光寿命分析(Decay)对样品的光学性能及发光机理进行表征及判定。2.通过高温热注入法将Bi离子掺杂到CsPbI_3钙钛矿量子点结构中,合成出了Bi掺杂近红外活性的钙钛矿纳米晶体材料;后续通过透射电镜(TEM)及X射线衍射光谱(XRD)分析对样品的形貌及结构进行表征,另外,采用紫外可见–吸收光谱分析(Abs),荧光光谱分析,近红外荧光寿命分析(NIR–decay)以及近红外量子效率分析(NIR–PLQY)对Bi掺杂的CsPbI_3量子点进行光学性能的表征;同时,对CsPbI_3量子点掺杂体系中存在的从半导体CsPbI_3到Bi的近红外活性中心的能量转移过程进行了研究;最后通过结构及光学现象的分析,进一步对样品的近红外发光机理进行了研究。(本文来源于《上海应用技术大学》期刊2018-05-25）
程金阁[6]（2018）在《过渡金属离子掺杂Li_2ZnGe_3O_8近红外发光材料的设计、合成及性能研究》一文中研究指出采用高温固相法,以Li_2ZnGe_3O_8为基质,通过掺杂不同的过渡金属离子(Cr~(3+)、Mn~(2+)),合成了一系列新型近红外发光材料,研究了不同掺杂、不同取代及基质组分对材料发光性能的影响,分析了材料发光性能变化的原因,结果如下:(1)合成了过渡金属离子Cr~(3+)掺杂的Li_2ZnGe_3O_8深红光材料,其激发光谱范围为250~640nm,发射峰位于713nm。研究了Cr~(3+)离子分别取代基质中的Zn~(2+)和Ge~(4+),材料发光性能的变化情况。在Li_2ZnGe_(3-x)O_8:xCr~(3+)和Li_2Zn_(1-x)Ge_3O_8:xCr~(3+)中,随着Cr~(3+)离子的增多发射光谱都发生红移。其中,后者红移距离要比前者大,这与Cr~(3+)离子的不同占位有关。为进一步得到近红外光以及研究基质组分对材料发光性能的影响,在Li_2ZnGeO_8:xCr~(3+)材料中引入了Mg~(2+)/Ca~(2+)/Sr~(2+)/Ba~(2+)离子,通过调节基质中Zn/Mg、Zn/Ca、Zn/Sr以及Zn/Ba的比例实现了发光材料从深红光到近红外光的调控。其中,在基质中调控Zn/Mg比例,发射光谱先蓝移后红移,其蓝移是晶体场劈裂和电子云扩散效应共同作用的结果,红移是由扭曲非对称的基质结构造成的;在基质中调控Zn/Ca、Zn/Sr以及Zn/Ba比例,发射光谱红移,这同样也是晶体场劈裂和电子云扩散效应共同作用的结果。为获得连续的激发光谱以及拓宽Cr~(3+)掺杂的Li_2ZnGe_3O_8深红光材料的发射范围,在基质中引入了过渡金属Mn~(2+)离子,由于Mn~(2+)与Cr~(3+)离子光谱产生了迭加,通过共掺的方式得到了激发光谱连续的宽谱近红外材料。同时,通过Mn~(2+)的引入,发现Mn~(2+)在Li_2ZnGeO_8基质材料中可以产生近红外发射。(2)合成了Mn~(2+)离子掺杂的Li_2ZnGe_3O_8近红外发光材料,其激发光谱范围为250~640nm,主峰位于475nm;发射光谱范围为650~900nm,主峰位于832nm,属于典型的宽谱近红外发射。研究了Mn~(2+)离子的掺杂浓度对材料合成温度以及发光性能的影响,同时对材料的发光机理,热稳定性以及形貌颗粒进行了详细的描述。Mg~(2+)与Zn~(2+)离子具有相似的离子半径,通过在基质中引入小半径的Mg~(2+)离子,对Li_2Zn Ge_3O_8:Mn~(2+)进行了基质组分初步调控。受键长与晶体场环境影响,六配位[ZnO6]向四配位[ZnO4]或[MgO4]转换过程中产生了缺陷,从而实现了发射光谱向短波方向的拓宽。(3)在Li_2ZnGe_3O_8基质晶格中,[ZnO4]、[ZnO6]和[GeO6]分别表现为四配位,六配位,六配位模型,通过控制Mn~(2+)不同占位实现了Mn~(2+)离子从绿光到近红外光的调控。研究了基质组分(Li/Zn、Zn/Ca、Zn/Sr、Zn/Ba)对Li_2ZnGe_3O_8:Mn~(2+)近红外材料发光性能的影响。由于Li1与Zn1占据相同的格位,Li2与Zn2占据相同的格位,在基质中增大Zn~(2+)的量,Mn~(2+)周围的局部环境受到影响,导致四配位的Mn~(2+)增多,六配位的Mn~(2+)减少,结果造成绿光持续增强,近红外发射受到抑制。因为小半径的Mg~(2+)离子可以使近红外发射出现短波方向拓宽,于是,在基质中引入了大半径的Ca~(2+)/Sr~(2+)/Ba~(2+)离子,通过调节Zn/Ca、Zn/Sr以及Zn/Ba的比例,一个明显的红色发射峰出现,这主要是由于大半径离子的引入使[ZnO6]周围Mn~(2+)的配位环境受影响,部分的Mn~(2+)离子占据Ge~(4+)位置,从而产生红光发射。最后得到一系列颜色可调的宽谱近红外发射材料,同时材料的激发光谱覆盖了紫外、可见光范围。这些实验结果对研究通过调控基质材料中不同掺杂,不同取代以及基质组分来调整发光材料发光特性具有重要的意义,为“生物窗口”近红外材料提供了材料选择空间。(本文来源于《河北大学》期刊2018-05-01）
闫凤巧,尹建波,顾明广,张小博[7]（2018）在《Eu~(3+)和Yb~(3+)掺杂的近红外发光材料的制备及荧光性能》一文中研究指出采用溶胶-凝胶法制备了系列近红外发光材料Y_(1.98-x)Yb_xEu_(0.02)O_3(其中x=0,0.01,0.02,0.04,0.06,0.10),并采用X射线衍射仪(XRD)、荧光光谱(PL)等测试方法、技术对样品的物相结构和发光特性进行了表征及测试.结果表明:Eu~(3+)和Yb~(3+)掺杂的荧光粉中,Eu~(3+)和Yb~(3+)部分取代了Y~(3+),并占据其晶格位置,而对Y_2O_3的立方相晶体结构未产生显着影响;在466 nm波长(Eu~(3+)的特征激发峰)激发下,在可见光区及近红外光区可观察到较强的发射光谱,其中,Y_(1.94)Yb_(0.04)~(3+)Eu_(0.02)~(3+)O_3在近红外光区发光效率最高.采用溶胶-凝胶法制备出Eu~(3+)和Yb~(3+)掺杂的新型荧光材料,可将硅太阳能电池吸收较弱的高能光子转换成吸收较好的近红外光子,可有效解决太阳光谱与硅太阳能电池光电响应之间存在的光谱失配问题.(本文来源于《信阳师范学院学报(自然科学版)》期刊2018年02期）
刘青昀,冯玮,李富友[8]（2017）在《水溶性近红外发光稀土纳米材料的一步法合成及其生物应用》一文中研究指出与可见光相比,近红外光对生物组织具有更高穿透深度且生物组织在该区域内的几乎无自发荧光,因此使用近红外光激发和发射的稀土纳米材料(Lanthanide Nanoparticles,LnNPs)可获得高效的生物成像[1][2]。为了应用于生物成像,必须要获得具有良好水溶性的LnNPs。目前常用的合成水溶性LnNPs的方法大多为两步法,然而转水相过程重复性差且对荧光有严重淬灭作用。基于以上问题,我们开发了一种以聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine,PEI)为表面配体的一步法用于合成具有良好水溶性的稀土近红外发光纳米材料[3]。通过透射电镜表征可知,利用该方法合成的PEI-NaYF_4:5%Nd分散性良好,粒径大约为35nm。在808nm激光照射下,PEI-NaYF_4:5%Nd在830 nm、1060 nm、1330 nm叁个波长处具有近红外光发射。我们将该材料成功运用至小鼠模型的活体成像实验,得到了较好的成像效果。通过后期的功能化修饰,该材料将有可能运用于生物活体检测及疾病诊断等领域。(本文来源于《第十届全国化学生物学学术会议论文摘要集（墙报）》期刊2017-09-23）
周晨露,宋丹,姚合宝[9]（2017）在《Na_2YMg_2V_3O_(12):Yb~(3+)近红外发光材料的制备及发光性质》一文中研究指出利用溶胶-凝胶法制备了Na_2YMg_2V_3O_(12):Yb~(3+)近红外发光荧光粉。其结构和光学性能分别采用粉末X射线衍射(XRD)、可见及近红外激发和发射光谱进行了表征,并根据发光强度确定掺杂离子的最佳浓度。结合荧光寿命研究了浓度猝灭机理及基质与Yb~(3+)之间的能量传递过程,对[VO_4]~(3-)基团到Yb~(3+)可能的能量传递地方式进行了讨论并计算了能量传递效率。表明Na_2YMg_2V_3O_(12):Yb~(3+)可将紫外光有效转换到近红外光,在增强硅基太阳能电池光转化效率方面具有潜在的应用价值。(本文来源于《功能材料》期刊2017年08期）
张晓闻[10]（2017）在《锰掺杂近红外发光材料的设计合成及光谱性能研究》一文中研究指出随着21世纪科学技术的爆炸式发展,发光材料已经广泛应用到人们生活的方方面面。近红外发光材料是一种能够将紫外光或者可见光转化成近红外光的发光材料,其在防伪识别、激光通讯、医学诊断、信息存储等多个领域都具有广泛的应用。锰(Mn)掺杂的发光材料具有多种价态,其发射波长可以根据离子价态的不同而在可见和近红外区域中变化。其中高价态锰离子Mn~(4+),Mn~(5+),Mn~(6+)掺杂的发光材料的发光范围可以覆盖整个近红外区域(650-1400 nm),在可调谐激光器、光谱调制、荧光成像中具有广阔的应用前景,因此高价态锰掺杂荧光材料是性能优异的近红外发光材料。本论文系统介绍了不同价态锰离子的发光种类和发光机理,简单介绍了近十几年来锰掺杂近红外发光材料的研究进展,并讨论了近红外发光材料目前面临的问题。本论文致力于设计锰掺杂的新型近红外发光材料并探索合成锰掺杂近红外纳米发光材料的新思路和新方法,具体研究结果如下:(1)第叁章中我们针对目前Mn~(4+)掺杂长余辉材料基质单一的问题,通过对铝酸盐基质的选优,确认钙钛矿型LaAlO_3是长余辉性能最强的基质,系统研究了Si,Ge,Sn的掺杂对LaAlO_3:Mn~(4+)长余辉性能的影响。通过工艺探索,我们发现制备气氛为空气,掺杂1 mol%的Sn~(4+)时,LaAlO_3:Mn~(4+)的余辉性能最佳。我们对发光性能较弱的GdAlO_3:Mn~(4+)进行组分调整,通过用Mg~(2+)-Si~(4+)共同取代Al~(3+)-Al~(3+),增强了GdAlO_3:Mn~(4+)的荧光性能和余辉性能。通过荧光光谱,激发光谱探讨了Mg~(2+)-Si~(4+)共取代对GdAlO_3:Mn~(4+)荧光性能的影响,通过热释光光谱和长余辉衰减曲线对其长余辉性能进行了讨论。(2)第四章中我们提出了一种实现Mn~(4+)长余辉发光的新思路,通过合理选择基质组分,用Mg~(2+)-Ge~(4+)完全取代Al~(3+),设计合成了双钙钛矿结构的La_2MgGeO_6:Mn~(4+)近红外发光材料。在波长为254 nm的紫外光激发下,我们观察到了中心波长位于708 nm的深红色荧光,属于Mn~(4+)离子的~2E_g→~4A_(2g)的跃迁。停止辐照后,该材料产生了相同发射波长的长余辉发光。通过研究热释光光谱,长余辉激发光谱和电子顺磁共振谱,确认了该材料的长余辉发光与基质的本征缺陷有关。通过共掺Al~(3+)离子引入了新的缺陷,提高了La_2MgGeO_6:Mn~(4+)的长余辉性能。通过近红外相机进行了简单的成像,发现该材料的余辉发光经过长达1小时的衰减,仍可以被探测到,证明了这种材料在生物成像中具有潜在的应用前景。(3)第五章中我们采用高温固相法合成了一系列Mn~(5+)掺杂的碱土正硅酸盐M_2SiO_4(M=Ca,Sr,Ba)近红外荧光粉。我们系统研究了该材料中晶体结构和化学组分的变化对其发光性能的影响,随着碱土金属离子半径的变化,Mn~(5+)的发射波长发生偏移。我们用能级劈裂和电子云扩张效应解释了发射光谱的峰位变化。发射峰的红移源自O-Mn-O键角的扭曲引起的~1E能级分裂而发射峰的蓝移则是由电子云扩张效应引起的。我们研究了Ca的部分取代对Ba_2SiO_4:Mn~(5+)近红外发光的影响。适量的Ca~(2+)取代Ba~(2+)会破坏Mn~(5+)周围晶体场的对称性,能够显着提高Mn~(5+)的近红外发光强度。过量的Ca~(2+)取代Ba~(2+)离子后,缩短的Mn~(5+)-Mn~(5+)离子间距引起的非辐射能量传递损耗是荧光强度减小和荧光寿命衰减的主要原因。(4)第六章中为解决传统高温固相法合成特殊价态纳米材料的弊端,我们首次提出了一种在室温下合成Mn~(6+)掺杂BaSO_4纳米颗粒的新方法。通过纳米尺度下高效率的阴离子交换作用,在稳定Mn~(6+)离子价态的同时也可以控制纳米颗粒的形貌和粒径,为特殊价态离子掺杂的纳米材料的设计和合成打开了更加广阔的视野。通过XRD衍射图谱,拉曼光谱和EDS能谱等测试手段确认了Mn~(6+)成功地掺入到了BaSO_4的晶格中,证明了我们合成方法的有效性。用波长为808 nm的激光器激发后,BaSO_4:Mn~(6+)纳米颗粒展示出发射波长位于1000 nm至1400 nm的宽带发光,覆盖了整个第二近红外窗口,表明其有望能够成为应用于荧光成像的新型近红外纳米荧光粉材料。(5)第七章中我们采用这种基于高效阴离子交换作用的化学合成方法制备了Mn~(5+)掺杂的Ba_3(VO_4)_2纳米颗粒。加入0.1 wt%双氧水可以使六价锰离子有效还原成五价锰离子,添加冰水冷却的KOH溶液则可以稳定Mn~(5+)的价态。通过研究XRD衍射图谱,扫描电镜图谱,透射电镜图谱和EDS元素分析证明了这个方法的通用性和可行性。当被808 nm激光器激发后,Ba_3(VO_4)_2:Mn~(5+)纳米颗粒表现出中心波长位于1190 nm的近红外发射。我们通过简单的生物成像演示实验验证了这种激发波长在第一近红外窗口,发射波长在第二近红外窗口的Ba_3(VO_4)_2:Mn~(5+)纳米荧光粉有望应用于生物荧光成像中。(本文来源于《华南理工大学》期刊2017-06-28）
红外发光材料论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
目前,近红外发光的铱金属配合物由于稳定性好、高发光效率及微秒级磷光寿命等而备受关注。同时,就其物理掺杂于有机聚合物的近红外聚合物发光二极管(NIR-PLEDs)应用而言,存在铱配合物客体与有机聚合物主体之间的相分离、局部浓度光淬灭等不足而导致电致近红外发光的效率低下及效率滚降严重。针对上述“瓶颈”问题,本论文着力于将近红外发光的铱配合物共价键合于有机聚合物骨架而实现发色团“分子”意义上的均匀分散。并且,在确保优良光物理性能前提下,尝试了键合型聚合物近红外发光材料的NIR-PLED器件创制。主要的研究内容如下:(1)通过引入氮杂环配体Hiqbt(1-(benzo[b]thiophen-2-yl)isoquinoline)为主配体,苯乙烯基功能化的席呋碱类配体4-VB-HPLP((E)-4-(4-vinylbenzene)-2-((phenylimino)methyl)phenol)或3-VB-HPLP((E)-4-(3-vinylbenzene)-2-((phenylimino)methyl)phenol)为辅助配体,分别得到近红外发光的铱金属配合物[Ir(iqbt)_2(4-VB-PLP)]及[Ir(iqbt)_2(3-VB-PLP)],同时,在结构表征基础上,研究了其光物理性能。(2)鉴于聚乙烯咔唑(PVK)优良的物理性能及强空穴传输能力,将近红外发光的苯乙烯基功能化铱配合物单体[Ir(iqbt)_2(4-VB-PLP)]与NVK(N-乙烯基咔唑)自由基共聚合,得到具有近红外发光的键合型高分子杂化材料Poly(NVK-co-[Ir(iqbt)_2(4-VB-PLP)])。同时,采用湿法成膜工艺,分别以[Ir(iqbt)_2(4-VB-PLP)]物理掺杂于PVK的掺杂型高分子杂化材料及键合型高分子杂化材料Poly(NVK-co-[Ir(iqbt)_2(4-VB-PLP)])为发光层制备NIR-PLEDs,并对比研究了其电致近红外发光性能。(3)为了进一步明确键合型高分子杂化材料的共聚合工艺对其NIR-PLED电致近红外发光性能的改善意义,就近红外发光的苯乙烯基功能化铱配合物单体[Ir(iqbt)_2(3-VB-PLP)]与NVK分别开展自由基共聚合和可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合而得到两种不同类型的键合型高分子杂化材料。同时,就其为发光层而制备NIR-PLEDs,并深入研究共聚合工艺对电致近红外发光器件性能的影响。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
红外发光材料论文参考文献
[1].李金琼.锰（Ⅳ）与稀土离子共激活钛酸镁钇红外发光材料的制备及能量传递机理[D].江西理工大学.2019
[2].张凯蒙.基于近红外发光的铱配合物共价键合于聚烯烃咔唑类杂化材料的开发及其光电性能研究[D].西北大学.2019
[3].段翠翠.六配位Ni~(2+)荧光材料制备及近红外发光性能[D].北方工业大学.2018
[4].许丹丹.Sr_2MgWO_6:Cr~(3+),Nd~(3+)/Yb~(3+)近红外发光材料的制备和性能[D].暨南大学.2018
[5].朱付萍.铋掺杂近红外发光材料的可控合成及光学性能研究[D].上海应用技术大学.2018
[6].程金阁.过渡金属离子掺杂Li_2ZnGe_3O_8近红外发光材料的设计、合成及性能研究[D].河北大学.2018
[7].闫凤巧,尹建波,顾明广,张小博.Eu~(3+)和Yb~(3+)掺杂的近红外发光材料的制备及荧光性能[J].信阳师范学院学报(自然科学版).2018
[8].刘青昀,冯玮,李富友.水溶性近红外发光稀土纳米材料的一步法合成及其生物应用[C].第十届全国化学生物学学术会议论文摘要集（墙报）.2017
[9].周晨露,宋丹,姚合宝.Na_2YMg_2V_3O_(12):Yb~(3+)近红外发光材料的制备及发光性质[J].功能材料.2017
[10].张晓闻.锰掺杂近红外发光材料的设计合成及光谱性能研究[D].华南理工大学.2017
标签：锰; 稀土离子共激活; Y_2MgTiO_6; 荧光动力学; 能量传递;