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固体物理专题
---发光材料
             
一、发光
1、当某种物质受到激发（射线、高能粒子、电子束、外电场等）后，物质将处于激发态，激发态的能量会通过光或热的形式释放出来。如果这部分的能量是位于可见、紫外或是近红外的电磁辐射，此过程称之为发光过程。　　
2、发光就是物质在热辐射之外以光的形式发射出多余的能量，这种发射过程具有一定的持续时间。
􀂾热辐射：任何绝对零度以上的物质都会发射热辐射，大多数位于红外区。一般600℃以上会有部分可见光成分。热辐射是一种平衡辐射，基本上只与物体温度有关，而与物质种类无关。（例如：太阳光，白炽灯泡，烧热的炉膛。）
􀂾发光：是一种非平衡辐射（偏离原先的热平衡态），是物体吸收外来能量后所发出的总辐射中超出热辐射的部分。发光材料不需要加热，是一种“冷光”。
•  非平衡辐射有许多种，除了发光以外，还有反射，散射等。光辐射的特征一般可用五个宏观光学参量描述：亮度、光谱、相干性、偏振度和辐射期间。
•  亮度：亮度高低不能区分各种类型的非平衡辐射；
•  光谱改变及相干性：不仅在发光中存在，在联合散射和康普顿-吴有训效应中也有。而且，作为在特定条件下的发光，如激光及超辐射（特殊条件下的自发发射），具有相干性。
•  偏振度：在发光现象中并没有带普遍性的特点。
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•  辐射期间：发光有一个比较长的延续时间，这个延续时间有长有短，总之都比反射、散射的10-14秒持续时间长。指去掉激发后，辐射还可延续的时间。
3、固体发光的两个基本特征
（１）任何物体在一定温度下都具有平衡热辐射，而发光是指吸收外来能量后，发出的总辐射中超出平衡热辐射的部分。
（２）当外界激发源对材料的作用停止后，发光还会持续一段时间，称为余辉。这是固体发光与其他光发射现象的根本区别。
 
 
二、材料的发光机理
——分立中心发光
    发光材料的发光中心受激发时并未离化，发光过程全部局限在中心内部。被激发的发光中心内的电子虽然获得了跃迁至激发态的能量，但并未离开中心，迟早会释放出激发能，回到基态而发出光来。
这种发光是单分子过程，并不伴随有光电导，故又称为“非光电导型”发光。
自发发光：受激发的粒子（如电子），受粒子内部电场作用从激发态A而回到基态G时的发光。
受迫发光：受激发的电子只有在外界因素的影响下才发光（亚稳态发光）。
——复合发光
    发光材料受激发时分离出一对带异号电荷的粒子，一般为空穴和电子，这两种粒子复合时便发光，称为复合发光。
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由于离化的带电粒子在发光材料中漂移或扩散，从而构成特征性光电导，故又称为“光电导型”发光。
三、材料的发光特征
1、颜色特征
        不同的发光材料有着不同的发光颜色。
2、发光强度特征
        发光强度代表发射光的能量，是一个客观数值；发光的亮度是人眼的感觉，是主观判断的结果，其中包含了眼睛对不同颜色视觉的差别。
       发光效率用来表征材料的发光本领。
           量子效率：发光的量子数与激发源输入的量子数的比值。
           能量效率（功率效率）：发光的能量与激发源输入的能量的比值。
           流明效率（光度效率）：发光的流明数与激发源输入的能量的比值（lm/W）。
发光材料——把某种形式的激发能量转化为发光能。
因此对于一个有效的发光材料应具备如下要求：
⑴.能够有效地吸收激发能量；
⑵.能够把吸收的激发能量有效地传递给发光中心；
⑶.发光中心具有高的辐射跃迁效率。