無機フォトルミネセンス材料とアプリケーション

フォトルミネッセンスを参照発光現象紫外、可視、または赤外光で発光材料を励起することによって生成されます。それはおおまかに3つの主要なプロセスを経ます：吸収、エネルギー移動および発光。エネルギー準位間の遷移間の光の吸収と放出は、励起状態を通過します。エネルギー移動は、励起状態の動きによるものです。

励起光放射のエネルギーは、発光中心（活性剤または不純物）、または発光材料のマトリックスに吸収される可能性があります。最初のケースでは、発光中心がエネルギーを吸収してより高いエネルギーレベルに遷移し、その後、より低いエネルギーレベルまたは基底状態のエネルギーレベルに遷移して戻ります。これらの励起状態のエネルギースペクトル特性の研究には、不純物の中心と格子間の相互作用が含まれます。これは、結晶場理論によって分析できます。結晶場の効果が強まると、吸収スペクトルと発光スペクトルの両方が広い範囲から狭い範囲に変わり、温度の影響も弱いものから強いものに変わります。これにより、励起エネルギーの一部が特性振動エネルギーになります。そしてその明るい効率が低下します。

フォトルミネセンス材料の分類

フォトルミネッセンス材料は、蛍光灯用の発光材料に分けられ、発光材料プラズマディスプレイパネル（PDP）、長残光性発光材料、アップコンバージョン発光材料。

蛍光体素材

発光ダイオード（LED）は、省エネ、環境保護、完全な凝固、長寿命という利点を持つ固体光源です。 21世紀のエネルギー危機を人類が解決するための重要な方法の一つです。白色LEDは、省電力（白熱の1/8、蛍光の1/2）、小型、低発熱、低電圧または低電流起動、長寿命（120000h以上）、高速応答、耐衝撃性、耐衝撃性を使用します。リサイクル性、無公害、平らなパッケージ、薄い製品や短い製品への容易な開発といった利点が急速に発展しています。白色LEDは、都市景観照明、液晶ディスプレイのバックライト、屋内および屋外の一般照明など、さまざまな照明分野で広く使用されています。新世代の緑の照明と見なされています光源白熱灯や蛍光灯に取って代わります。

残光性の長い発光素材

長い残光発光素材自然光や人工光源下で外光照射のエネルギーを蓄え、一定の温度（室温を参照）で可視光としてゆっくり放出するフォトルミネッセンス材料の一種です。残光の長い発光材料は蓄光材料または夜光性材料と呼ばれます。長残光性発光材料は、低照度ディスプレイ、照明、特殊環境（輸送、航空宇宙、航海、印刷および染色、繊維、芸術など）で重要な用途があります。

アップコンバージョン発光材料

アップコンバージョン発光材料は、低エネルギーの光放射を吸収し、高エネルギーの光放射を放出する発光材料です。アップトランスファールミネッセンスは、2つ以上の低エネルギー光子が1つの高エネルギー光子に変換される現象を指します。アップコンバージョン発光材料の発光メカニズムは、2光子または多光子のカップリング効果によるものです。その特徴は、吸収された光子エネルギーが放出された光子エネルギーよりも低いことです。この現象はストークスの法則に違反するため、この種の材料は反ストークス発光材料とも呼ばれます。一部のドキュメントで発光材料をアップコンバートするとは、特に赤外光を可視光に変換する材料を指します。

フォトルミネセンスアプリケーション

フォトルミネッセンスの最も一般的な用途は蛍光灯です。ランプ管内のガス放電により発生した紫外光により可視光を発し、管壁の発光粉末を励起します。その効率は白熱灯の約5倍です。さらに、「ブラックライトランプ」やその他の単色ランプのフォトルミネッセンスは、印刷、複製、医療、植物の成長、虫の捕獲、装飾技術で広く使用されています。アップコンバージョン材料は、赤外光を可視光に変換することができ、赤外レーザーのライトフィールドなどの赤外光を検出するために使用できます。

フォトルミネッセンス非破壊的で高感度な分析方法です。材料の構造、組成、環境原子配置に関する情報を提供できます。レーザーの応用は、この種の分析方法を微小領域、選択的励起および過渡過程の分野に浸透させ、またそれを重要な研究方法にします。現在では、物理学、材料科学、化学、分子生物学で広く使用されています。