《發(fā)光材料及其應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

1、發(fā)光材料及其應(yīng)用Luminescent materials and their applications一、課程基本情況課程類別：專業(yè)任選課程課程學(xué)分：2學(xué)分課程學(xué)時(shí)：32 學(xué)時(shí)（講課：32學(xué)時(shí)，上機(jī)：0學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)：0學(xué)時(shí)）課程性質(zhì)：選修開課學(xué)期：第7學(xué)期先修課程：光學(xué)，固體物理學(xué)適用專業(yè)：物理學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)教 材：祁康成，發(fā)光原理與發(fā)光材料，電子科技大學(xué)出版社，2012年2月開課單位：物理與光電工程學(xué)院二、課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)發(fā)光材料及其應(yīng)用是物理相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)選修課。本課程的目的在于從發(fā)光的基本原理出發(fā)，介紹發(fā)光現(xiàn)象的基本理論和基本知識(shí)，掌握物理原理和規(guī)律，對(duì)目前發(fā)光材料在生產(chǎn)生活

2、中的應(yīng)用和發(fā)展有較深入的了解。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解發(fā)光的定義及分類、掌握發(fā)光基本物理過程及現(xiàn)象，對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光、分立中心發(fā)光、特殊結(jié)構(gòu)物質(zhì)的發(fā)光有所了解，了解發(fā)光在照明、燈源、顯示、探測領(lǐng)域的應(yīng)用，了解發(fā)光材料制備、表征、測量、分析的基本方法。三、教學(xué)內(nèi)容和要求1緒論 發(fā)光的定義及特點(diǎn)（4學(xué)時(shí)）（1）理解發(fā)光的概念；（2）熟悉發(fā)光物質(zhì)的分類；熟悉化學(xué)發(fā)光，生物發(fā)光，物理發(fā)光三種發(fā)光現(xiàn)象；（3）理解材料發(fā)光所經(jīng)歷的主要過程；（4）熟悉表征發(fā)光的主要性能指標(biāo)；了解吸收光譜與激發(fā)光譜，發(fā)射光譜，發(fā)光效率，發(fā)光期間(余輝)等概念； 本章重點(diǎn)：著重闡明材料發(fā)光所經(jīng)歷的主要過程，表征發(fā)光的主要性能指

3、標(biāo)。2分立發(fā)光中心（4學(xué)時(shí)）（1）了解晶格振動(dòng)對(duì)電子躍遷的影響；（2）理解晶體場；（3）了解過渡金屬離子；（4）理解稀土離子(4fn)，稀土離子的4f5d躍遷和電荷遷移躍遷，稀土離子的無輻射躍遷； （5）熟悉分立中心發(fā)光的衰減和增長；本章重點(diǎn)：著重闡明晶體場和分立中心發(fā)光的衰減和增長；本章難點(diǎn)：稀土離子(4fn)，稀土離子的4f5d躍遷和電荷遷移躍遷，稀土離子的無輻射躍遷；3復(fù)合發(fā)光（4學(xué)時(shí)）（1）熟悉固體中電子的能量狀態(tài)和定域能級(jí)；（2）理解帶間復(fù)合，邊緣發(fā)射，激子的復(fù)合，通過雜質(zhì)中心的復(fù)合，通過施主一受主對(duì)的復(fù)合幾種復(fù)合發(fā)光機(jī)制； （3）了解復(fù)合發(fā)光的衰減；本章重點(diǎn)：著重闡明帶間復(fù)合，邊緣

4、發(fā)射，激子的復(fù)合，通過雜質(zhì)中心的復(fù)合，通過施主一受主對(duì)的復(fù)合幾種復(fù)合發(fā)光機(jī)制； 4發(fā)光材料內(nèi)部的能量傳輸（2學(xué)時(shí)）（1）了解發(fā)光材料內(nèi)部能量傳輸?shù)姆绞?；?）理解共振能量傳遞，借助載流子的能量輸運(yùn)，借助激子的能量傳輸三種能量傳輸方式；本章重點(diǎn)：著重闡明共振能量傳遞，借助載流子的能量輸運(yùn)，借助激子的能量傳輸三種能量傳輸方式； 5長余輝發(fā)光（2學(xué)時(shí)）（1）了解長余輝發(fā)光材料； （2）理解長余輝發(fā)光機(jī)理；（3）熟悉光能的存貯和釋放：熱釋光，光致釋光；本章重點(diǎn)：著重闡明長余輝發(fā)光機(jī)理。6低維材料發(fā)光（2學(xué)時(shí)）（1）理解低維材料發(fā)光；本章重點(diǎn)：著重闡明低維材料發(fā)光機(jī)制； 7熒光粉的制備（4學(xué)時(shí)）（1）熟

5、悉高溫固相反應(yīng)法；了解原材料純度要求，制備發(fā)光材料常使用的化學(xué)原料，發(fā)光材料粉體的配比，高溫固相反應(yīng)過程，助熔劑(Fluxes)及其作用，坩堝與反應(yīng)氣氛控制，加熱制度，熒光粉的粒度，熒光粉表面處理等；（2）了解其它高溫制備發(fā)光材料粉體的方法；（3）了解溶液法制備方法：沉淀法，水熱法，溶膠一凝膠法；本章重點(diǎn)：著重闡明高溫固相反應(yīng)法； 8熒光屏制造技術(shù)（4學(xué)時(shí)）（1）熟悉沉淀法：沉淀法工藝原理和沉淀法參數(shù)選擇； （2）了解粉漿法：粉漿法的工藝過程和預(yù)涂覆及其作用；（3）了解粉漿法熒光屏涂覆用材料；（4）理解PVAADC系統(tǒng)的感光機(jī)理；（5）熟悉三基色熒光粉點(diǎn)的制作；（6）理解熒光粉漿中的表面活性劑

6、；了解表面活性劑分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表面活性劑的分類；熟悉表面活性劑溶液的基本性質(zhì)，表面活性劑的功能與作用；了解常用的表面活性劑（7）熟悉熒光屏的焙燒；熟悉高聚物的熱降解原理；了解屏焙燒中各種有機(jī)物的熱降解本章重點(diǎn)：著重闡明熒光屏制造技術(shù)中的工藝，PVAADC系統(tǒng)的感光機(jī)理，三基色熒光粉點(diǎn)的制作和熒光粉漿中的表面活性劑。 9電致發(fā)光原理（4學(xué)時(shí)）（1）掌握電致發(fā)光中的激發(fā)過程；理解高場效應(yīng)及體內(nèi)發(fā)光；理解少數(shù)載流子的注入效應(yīng)及結(jié)區(qū)發(fā)光； （2）掌握電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)；理解利用多數(shù)載流子碰撞離化(或主要利用碰撞離化)概念；熟悉利用少數(shù)載流子注入的設(shè)計(jì)；（3）熟悉粉末交流電致發(fā)光的基本原理；了解粉末交流電致

7、發(fā)光現(xiàn)象和規(guī)律；理解粉末交流電致發(fā)光原理；（4）理解粉末交流電致發(fā)光材料及薄膜電致發(fā)光；了解ZnS型粉末交流電致發(fā)光材料的工藝過程；熟悉薄膜電致發(fā)光機(jī)理；本章重點(diǎn)：著重掌握電致發(fā)光中的激發(fā)過程，電致發(fā)光器件結(jié)構(gòu)。10發(fā)光材料的性能表征（2學(xué)時(shí)）（1）熟悉發(fā)光材料光學(xué)參數(shù)的測量；熟悉激發(fā)光譜和發(fā)射光譜；了解吸收光譜和反射光譜； （2）理解發(fā)光效率的測量；（3）了解熒光粉形貌測量；了解粒徑的表示方法；了解平均粒徑；理解顆粒度的測量原理；本章重點(diǎn)：著重闡明發(fā)光材料光學(xué)參數(shù)的測量和發(fā)光效率的測量。四、課程考核（1）作業(yè)和報(bào)告：作業(yè)：5次，課程論文：0-1篇；（2）考核方式：建議采用閉卷考試（3）總評(píng)成績計(jì)算方式：平時(shí)成績（0-30%）+期末考試成績（70-100%）五、參考書目1、半導(dǎo)體照明發(fā)光材料及應(yīng)用（第二版），化學(xué)工業(yè)出版社，肖志國，2014年3月版；2、無機(jī)光致發(fā)光材料