固体物理实验方法电子教案.pot

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南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系主讲教师主讲教师:

王东生王东生E-mail:

固体物理实验方法固体物理实验方法-固体发光固体发光南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系科学实验是科学理论的源泉，是自然科学的科学实验是科学理论的源泉，是自然科学的根本，也是工程技术的基础。

根本，也是工程技术的基础。

-张文裕张文裕事实上，自然科学理论不能离开实验的基础。

事实上，自然科学理论不能离开实验的基础。

特别，物理学是从实验中产生的。

特别，物理学是从实验中产生的。

-丁肇中丁肇中南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系发光的定义及分类发光的基本物理过程发光的基本物理过程各类发光各类发光发光的表征及测量分析发光的表征及测量分析主要发光材料主要发光材料发光的应用发光的应用本课程主要内容本课程主要内容南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系主要参考书主要参考书徐叙瑢：

“发光学与发光材料”化学徐叙瑢：

“发光学与发光材料”化学工业出版社（工业出版社（2004）方容川：

固体光谱学中国科学技术大方容川：

固体光谱学中国科学技术大学出版社（学出版社（2001）张中太：

“无机光致发光材料及其应用”张中太：

“无机光致发光材料及其应用”化学工业出版社（化学工业出版社（2005）G.Blasse：

LuminescentMaterials.Berlin,SpringerVerlagpress,1994.南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系第第11章发光的定义及分类章发光的定义及分类第第22章基本物理过程及现象章基本物理过程及现象第第33章半导体的发光章半导体的发光第第44章分立中心的发光章分立中心的发光第第55章特殊结构物质的发光章特殊结构物质的发光第第66章发光动力学问题的计算机模拟章发光动力学问题的计算机模拟第第77章发光在照明和其他光源中的应用章发光在照明和其他光源中的应用第第88章显示技术章显示技术第第99章发光在探测中的应用章发光在探测中的应用第第1010章主要发光材料章主要发光材料第第1111章发光材料的制备章发光材料的制备第第1212章发光材料的表征及测量技术章发光材料的表征及测量技术第第1313章视觉与颜色章视觉与颜色第第1414章发光分析章发光分析第第1515章同步辐射原理与应用简介章同步辐射原理与应用简介南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系第第11章无机发光材料的基础知识章无机发光材料的基础知识第第22章发光材料基本概念章发光材料基本概念第第33章光致发光过程章光致发光过程第第44章发光机理章发光机理第第55章无机发光材料的制备章无机发光材料的制备第第66章各种照明器件章各种照明器件第第77章等离子体显示平板章等离子体显示平板（PDP）（PDP）第第88章长余辉发光材料及其应用章长余辉发光材料及其应用第第99章上转换发光材料应用章上转换发光材料应用南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系第一章光学常数及色散关系第一章光学常数及色散关系第二章反射光谱与光学常数的测量第二章反射光谱与光学常数的测量第三章带间跃迁的吸收与发射光谱第三章带间跃迁的吸收与发射光谱第四章激子光谱第四章激子光谱第五章杂质和缺陷态光谱第五章杂质和缺陷态光谱第六章低维和无序体系光谱第六章低维和无序体系光谱第七章光电导谱与光热偏转谱第七章光电导谱与光热偏转谱第八章晶格振动的红处吸收光谱第八章晶格振动的红处吸收光谱第九章晶格振动的喇曼散射光谱第九章晶格振动的喇曼散射光谱第十章红处吸收和喇曼散射选择定则第十章红处吸收和喇曼散射选择定则固体光谱学固体光谱学南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系EnergyBandModel1.2.2.2.EnergyConfigurationDiagram1.2.2.1.ModelsofLuminescentSystems1.2.2.LuminescenceProcesses1.2.1.LuminescenceofCrystallineInorganicPhosphors1.2.Introduction1.1.InorganicPhosphors1.南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系Oxygen-DominantPhosphors1.3.3.Oxysulfides1.3.2.Alkaline-EarthSulfidesandSulfoselenides1.3.1.2.ZincandCadmiumSulfidesandSulfoselenides1.3.1.1.SulfidesandSelenides1.3.1.PreparationandPropertiesofInorganicPhosphors1.3.南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系Arsenates-砷酸盐砷酸盐（或酯或酯）1.3.3.8.Oxides1.3.3.7.HalophosphatesandPhosphates1.3.3.6.Germanates-1.3.3.5.Silicates-硅酸盐硅酸盐1.3.3.4.Gallates-没食子酸盐没食子酸盐1.3.3.3.Aluminates-铝酸盐铝酸盐1.3.3.2.Borates-硼酸盐硼酸盐1.3.3.1.南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系X-rayTechnology1.4.2.Lighting1.4.1.UsesofLuminescentPigments-颜色颜色1.4.HalidePhosphors-卤化物卤化物1.3.4.TungstatesandMolybdates-钼酸盐钼酸盐1.3.3.12.Sulfates-硫酸盐硫酸盐1.3.3.11.NiobatesandTantalates1.3.3.10.Vanadates-钒酸盐钒酸盐1.3.3.9.南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系TestingofIndustrialPhosphors1.5.OtherUses1.4.7.Dentistry1.4.6.SafetyandAccidentPrevention1.4.5.ProductCoding1.4.4.Cathode-RayTubes1.4.3.2.ChemiluminescenceandBioluminescence南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系Medicine2.5.4.Biotechnology2.5.3.ChemicalAnalysis2.5.2.LightSources2.5.1.Uses2.5.EfficiencyofLightEmission2.4.MechanismsofLightEmission2.3.History2.2.Introduction2.1.南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系一、发光的定义一、发光的定义任何物体（气、液、固）在任何温度下，都任何物体（气、液、固）在任何温度下，都会有热辐射。

会有热辐射。

物质存在的形式物质存在的形式:

固体、气体、液体、等固体、气体、液体、等离子体等离子体等南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系化学发光化学发光：

在辐射过程中物：

在辐射过程中物质内部发生化学变化的；质内部发生化学变化的；比如：

燃烧比如：

燃烧例如加热铁块，随着温度的升高例如加热铁块，随着温度的升高:

开始不发光开始不发光黄白色黄白色橙色橙色暗红暗红南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系发光就是指物质在不发生化学变化发光就是指物质在不发生化学变化除热辐射除热辐射之之外以光的外以光的形式形式发射出多余的发射出多余的能量能量，通常具有一，通常具有一定的定的持续时间持续时间。

可见光或近可见光可见光或近可见光的电磁波形式的电磁波形式光照、电场、电子光照、电场、电子束等轰击束等轰击南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系分类分类按激发方式分按激发方式分光致发光光致发光电致发光电致发光阴极射线发光阴极射线发光x射线发光及高能粒子发光射线发光及高能粒子发光化学发光、生物发光化学发光、生物发光热致、声致、应力发光热致、声致、应力发光南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系光致发光光致发光：

用外来的光或任何其他辐射不断：

用外来的光或任何其他辐射不断地或预先地照射物质而使之发光的；地或预先地照射物质而使之发光的；比如：

荧光（受激）、磷光（激发停比如：

荧光（受激）、磷光（激发停止）止）荧光荧光：

1616世纪：

在矿物和植物提取液中发现荧光；世纪：

在矿物和植物提取液中发现荧光；15751575年：

年：

MonardesMonardes植物愈创木切片黄植物愈创木切片黄色水溶液天兰色荧光；色水溶液天兰色荧光；南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系18521852年：

年：

StokesStokes阐明荧光发射机制（分光阐明荧光发射机制（分光计观测奎宁和叶绿素的荧光），发现波长稍计观测奎宁和叶绿素的荧光），发现波长稍长于入射光的波长认识到荧光为“重新长于入射光的波长认识到荧光为“重新发光”而不是漫射光；发光”而不是漫射光；19051905年：

年：

WoodWood发现气体分子的共振荧光；发现气体分子的共振荧光；19261926年年:

Gaviola:

Gaviola直接测定了荧光寿命；直接测定了荧光寿命；19231923年：

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荧光XX射线光谱；射线光谱；南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系19641964年：

原子荧光光谱分析的建立；年：

原子荧光光谱分析的建立；19651965年：

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荧光分析在生物分析中广泛应用；磷光磷光：

1515世纪被发现（重晶石在强烈阳光下的发世纪被发现（重晶石在强烈阳光下的发光）光）19441944年：

年：

LewisLewis提出磷光用于分析的可能性提出磷光用于分析的可能性；南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系19571957年：

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KeirsKeirs将磷光分析用于定将磷光分析用于定量分析及多组份混合物分析；量分析及多组份混合物分析；19631963年：

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广泛用于血液及尿液中痕量药物及农药残留量分析；量药物及农药残留量分析；余辉余辉南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系电致（场致）发光电致（场致）发光：

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由电场作用引起辐射的过程；过程；比如：

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电弧放电、火花放电、辉光放电南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系阴极发光阴极发光：

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通过电子轰击引起固体产生辐射的过程；的过程；x射线发光及高能粒子发光射线发光及高能粒子发光：

x射线、射线、射射线、线、粒子、粒子、粒子；粒子；以上发光统称为以上发光统称为非热非热辐射。

辐射。

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热致、声致、应力发光：

热致、声致、应力发光：

南京航空航天大学应用物理系南京航空航天大学应用物理系二、发光的机理二、发光的机理基质晶格或激活剂（发光中心）吸收激发基质晶格或激活剂（发光中心）