稀土掺杂LiLaMgWO6的制备和光致发光特性研究
摘要：稀土作为一种战略储备在工业生产、军事研发、民用研究等方面均具有重要意义。中国作为稀土大国拥有着大量的稀土资源及钨储备，为充分利用钨及稀土资源，寻找新型发光材料，近十年来 ,钨酸盐的合成、性质、反应机理及应用 ,尤其以杂多钨酸盐的应用 ,受到广泛重视 ,并且稀土的利用研究也已经成为一大热点。本文主要描述了稀土资源的应用和钨酸盐晶体在国内外的发展情况。
关键词：稀土； 钨酸盐；发光性能
一、文献综述
1.1稀土资源的应用
光致发光的本质为能量的转换，稀土离子特殊的电子层结构使其具有良好的能量转换(光转换)功能，从而使其具有优异的发光性能。稀土离子在吸收能量后能发射出各种波长的电磁辐射，可观察到的谱线就有三万余条，其能级跃迁通道更是有二十余万个之多，优异的发光性能使稀土被广泛用作激发和发光材料，被称为'工业的维生素'。稀土离子具有十分优异的磁、光、电性能，少量用量即可发挥做够作用，这对改善产品性能，增加产品品种，提高生产效率起到了巨大的作用。稀土已成为改进产品结构、促进行业技术进步的重要元素，被广泛应用到了冶金、军事、石油化工、玻璃陶瓷、农业和新材料等领域。在冶金领域，应用于钢铁、有色金属产品；在军事领域可生产具有战争优势的材料及核武器等高科技领域的润滑剂；在石油化工领域可制成分子筛催化剂，在各领域中均具有更优的性能；而在玻璃陶瓷领域也具有宽泛应用，可大大提升产品性能。
1.2钨酸盐晶体的国内外发展情况
在不掺杂稀土离子的情况下，钨酸盐在紫外光区具有较强的吸收，因此被认为是典型的自激活发光材料。其发光光谱稳定性高，本征发光谱带很宽，即钨酸盐具有良好的发光性能。不仅如此，其原料易得且价格低廉，制备方法简单，使得钨酸盐材料十分容易获得，因为这种种优势钨酸盐成为了新型发光材料基质的研究热点。而在掺杂稀土离子之后，钨酸盐可以将吸收的能量传递给位于发光中心的稀土离子，这能够有效的提升稀土离子的发光效率，与此同时钨酸盐具有化学性质稳定、非常高的浓度下才会猝灭的特点，被稀土离子激活的钨酸盐基质的发光材料具有许多独特的优势，如热稳定好，发光性能佳，单色性好等，具有这些优势的稀土掺杂钨酸盐应用于各种领域。因此，对稀土掺杂钨酸盐的发光材料的研究具有重要意义。
1896年首次发现CaWO4可作为荧光体，自此开始了钨酸盐发光材料的研究。1906年Puppin首次将其用作X射线发光材料。1948年，Krogen等使用MWO4 ( M= Ba, Ca, Cd, Li, Mg , Na, Pb, Sr, Zn)粉末首次对钨酸盐的发光特性进行了系统研究，发现Ba, Ca, Cd和Zn钨酸盐在室温下表现出良好的闪烁特性。此后不久，Gillele用Vemuil方法生长出了CaWO4和CdWO4单晶。其中CdWO4单晶具有对X射线的吸收系数大、透光性能好、抗辐射损伤能力强等优点，因此很快被用作X射线荧光增强屏。而伴随着高能物理电子对撞机加速器、闪烁探测器等在各领域的广泛应用，探索新型闪烁晶体及其发光特性再度成为研究的热点。稀土钨酸盐由于其良好的光电性能和化学稳定性，在荧光粉、激光、负热膨胀材料和光催化等方面具有潜在的应用前景。更重要的是，稀土钨酸盐已被证明是一种优良的光基质，在固体激光器、荧光粉、催化、生物成像和太阳能电池等领域具有广阔的应用前景。与量子点和有机染料相比，稀土离子掺杂的钨酸盐荧光粉具有高单色性、长寿命、高能效和高抗光漂白性能。因此，制备具有强烈发光和颜色可调的新型稀土钨酸盐荧光粉是一个研究热点。制备形貌独特、可控的稀土纳米结构在基础科学研究和技术应用方面都具有重要意义，如光学、磁学、催化剂等功能纳米器件。近年来，大量的稀土钨酸盐纳米结构的制备受到了广泛的关注。在此基础上，学者们对掺杂尤其是掺杂稀土离子的单钨酸盐的发光特性进行了大量的研究工作。
