1 稀土離子發(fā)光的基本原理 001
1.1 稀土元素、價態(tài)和離子的電子組態(tài) 001
1.1.1 稀土元素的分類 001
1.1.2 稀土元素的電子層結構及價態(tài) 002
1.2 稀土離子的光譜項與能級 004
1.3 稀土離子的典型躍遷 008
1.3.1 ff躍遷 008
1.3.2 fd躍遷 009
1.3.3 電荷遷移躍遷 011
1.3.4 其他典型發(fā)光離子躍遷 012
1.4 稀土離子發(fā)光的能量傳遞 014
1.5 稀土離子發(fā)光特性的常用測量參數(shù) 016
1.5.1 光與顏色 016
1.5.2 吸收光譜和漫反射光譜 017
1.5.3 發(fā)射光譜和激發(fā)光譜 018
1.5.4 發(fā)光衰減 019
1.5.5 余輝光譜和熱釋光譜 020
1.5.6 發(fā)光效率 020
習題 021
參考文獻 021

2 稀土固體發(fā)光材料的晶體結構基礎 022
2.1 固體能帶理論與稀土離子發(fā)光 022
2.1.1 固體能帶理論 023
2.1.2 稀土離子電子結構圖的構筑 027
2.1.3 HRBE和VRBE電子結構圖的應用 029
2.1.4 稀土離子能級對基質能帶的依賴性 032
2.1.5 電荷遷移帶對基質能帶的依賴性 033
2.2 固體材料的結晶學基礎與稀土離子占位 035
2.2.1 晶體結構與空間點陣 035
2.2.2 晶體場理論 038
2.2.3 稀土離子4f5d躍遷晶體場劈裂與格位占據構效關系 040
2.3 稀土固體發(fā)光材料的新基質結構發(fā)現(xiàn) 044
2.3.1 晶體結構數(shù)據庫篩選試錯 044
2.3.2 基于礦物晶體結構模型設計 045
2.3.3 單顆粒診斷 053
2.3.4 高通量計算與預測 054
2.4 組分調變及稀土離子發(fā)光的影響 057
2.4.1 基質陽離子取代調變發(fā)光 057
2.4.2 絡合陽離子取代調變發(fā)光 059
2.4.3 陰離子取代調變發(fā)光 059
2.4.4 陽離子陰離子共取代調變發(fā)光 061
2.5 缺陷工程對稀土離子發(fā)光的影響 063
2.5.1 晶格中的主要缺陷 064
2.5.2 缺陷的構筑與表征 064
2.5.3 缺陷能級調控熒光熱穩(wěn)定性研究 065
2.5.4 缺陷工程調控長余輝性能研究 066
2.5.5 缺陷工程調控應力發(fā)光研究 067
2.5.6 晶格缺陷形成與自還原 069
2.6 稀土固體發(fā)光材料的結構分析方法 070
2.6.1 X射線粉末衍射物相結構分析 071
2.6.2 X射線單晶結構分析 074
2.6.3 固體核磁結構分析 076
2.6.4 拉曼光譜結構分析 078
2.6.5 擴展X射線吸收精細結構分析 080
2.6.6 其他的結構分析方法 082
習題 083
參考文獻 084

3 稀土發(fā)光材料的制備方法 085
3.1 粉體材料及納米晶的制備 085
3.1.1 稀土粉體發(fā)光材料的制備 085
3.1.2 稀土納米發(fā)光材料的制備 093
3.2 稀土發(fā)光玻璃及稀土摻雜玻璃光纖的制備 098
3.2.1 稀土發(fā)光玻璃的制備 098
3.2.2 稀土摻雜玻璃光纖的制備 100
3.3 稀土熒光陶瓷的制備 106
3.3.1 粉體制備 106
3.3.2 成型技術 106
3.3.3 燒結方法 109
3.4 稀土發(fā)光晶體生長 113
3.4.1 氣相生長法 113
3.4.2 溶液生長法 114
3.4.3 熔融法 116
3.4.4 固相生長法 117
習題 117
參考文獻 117

4 稀土熒光粉與LED應用 118
4.1 稀土熒光粉轉換型白光LED簡介 118
4.1.1 單色LED工作原理 119
4.1.2 白光LED的實現(xiàn)方式 121
4.1.3 稀土熒光粉的機遇與挑戰(zhàn) 122
4.2 白光LED照明用稀土熒光粉簡介 124
4.2.1 白光LED照明用藍色熒光粉 125
4.2.2 白光LED照明用青色熒光粉 125
4.2.3 白光LED照明用綠色熒光粉 125
4.2.4 白光LED照明用黃色熒光粉 128
4.2.5 白光LED照明用紅色熒光粉 130
4.3 新興的Eu2+激活近紅外熒光粉 132
4.3.1 Eu2+激活氧化物近紅外熒光粉 132
4.3.2 Eu2+激活氮化物近紅外熒光粉 134
4.4 背光源顯示用窄帶綠色和紅色熒光粉 135
4.4.1 窄帶綠色熒光粉 136
4.4.2 窄帶紅色熒光粉 138
4.5 照明顯示用稀土熒光粉的熱穩(wěn)定性提升策略 140
4.5.1 稀土摻雜熒光粉熱猝滅機理 140
4.5.2 結構剛性提升熒光熱穩(wěn)定性 141
4.5.3 缺陷工程提升熒光熱穩(wěn)定性 143
4.5.4 熒光粉包覆提升熒光熱穩(wěn)定性 145
4.5.5 復合玻璃技術提升熒光熱穩(wěn)定性 145
習題 146
參考文獻 146

5 稀土上轉換熒光納米晶與應用 147
5.1 稀土離子的上轉換發(fā)光機理與材料設計 148
5.1.1 上轉換發(fā)光過程 148
5.1.2 上轉換發(fā)光納米晶 151
5.2 微結構調控對稀土納米晶發(fā)光性質的影響 152
5.2.1 晶相調控 152
5.2.2 核殼結構上轉換納米晶 153
5.3 外場及溫度調控對稀土納米晶發(fā)光性質的影響 156
5.3.1 外場調控 156
5.3.2 溫度調控 160
5.4 稀土上轉換納米晶的應用 161
5.4.1 生物成像 161
5.4.2 新型顯示 162
5.4.3 信息加密與光學防偽 163
5.4.4 溫度傳感 164
習題 168
參考文獻 168

6 稀土發(fā)光晶體、玻璃、陶瓷與光纖及應用 169
6.1 稀土發(fā)光晶體材料與應用 169
6.1.1 稀土激光晶體 169
6.1.2 稀土閃爍晶體 178
6.1.3 稀土自倍頻晶體 183
6.2 稀土發(fā)光玻璃與應用 185
6.2.1 激光釹、鉺玻璃及應用 185
6.2.2 稀土光熱敏折變玻璃及體光柵器件 189
6.2.3 納米晶復合玻璃閃爍體 191
6.2.4 稀土熒光玻璃 195
6.3 稀土發(fā)光陶瓷與應用 199
6.3.1 激光照明用透明陶瓷 199
6.3.2 閃爍陶瓷 201
6.3.3 固態(tài)激光器用發(fā)光陶瓷 204
6.4 稀土光纖與應用 207
6.4.1 稀土光纖通信 207
6.4.2 稀土光纖激光器 211
6.4.3 稀土光纖傳感器 215
習題 217
參考文獻 217

7 稀土長余輝及應力發(fā)光材料與應用 218
7.1 長余輝發(fā)光機理模型 218
7.1.1 全局長余輝發(fā)光機理模型 219
7.1.2 局域長余輝發(fā)光機理模型 221
7.2 應力發(fā)光機理模型 224
7.2.1 斷裂發(fā)光 224
7.2.2 非破壞性應力發(fā)光 224
7.3 稀土長余輝發(fā)光材料與應用 227
7.3.1 商用長余輝發(fā)光材料 227
7.3.2 新興長余輝發(fā)光材料 231
7.3.3 可見光余輝測量標準 233
7.3.4 長余輝發(fā)光材料的應用 234
7.4 稀土應力發(fā)光材料與應用 238
7.4.1 起源與發(fā)展 238
7.4.2 重要發(fā)光參數(shù) 239
7.4.3 應力發(fā)光材料的應用 240
習題 245
參考文獻 245

8 無機稀土發(fā)光新材料的前沿交叉與展望 246
8.1 有機發(fā)光二極管材料 247
8.1.1 OLED的結構與發(fā)光機理 247
8.1.2 OLED熒光和磷光材料 248
8.1.3 OLED延遲熒光材料 251
8.2 ⅡⅥ族及鈣鈦礦量子點發(fā)光材料 253
8.2.1 ⅡⅥ族量子點成核理論與制備 254
8.2.2 ⅡⅥ族量子點的修飾工程 255
8.2.3 金屬鹵化物鈣鈦礦量子點的制備與應用 260
8.2.4 鈣鈦礦量子點的應用與展望 262
8.3 碳點發(fā)光材料 263
8.3.1 碳點的合成方法與分類 264
8.3.2 碳點的發(fā)光起源與機理 265
8.3.3 碳點發(fā)光材料的應用與展望 267
8.4 低維金屬鹵化物發(fā)光材料與展望 269
8.4.1 低維金屬鹵化物發(fā)光材料的分類 269
8.4.2 低維金屬鹵化物發(fā)光材料的制備與發(fā)光機理 274
8.4.3 金屬鹵化物發(fā)光材料的應用與展望 277
習題 281
參考文獻 281