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在过去几十年里,信息技术的空前发展宣告了第三次工业革命的来临。随着传统材料的进步和有机光电子学的迅速发展,有机材料在IT领域越来越受重视。在过去二十年里,传统激光器的应用价值已得到证实。但因其造价通常较高,结构笨重。有许多不及有机激光之处。因此,有机激光材料在廉价、小型、微型激光领域有重要的研究和应用价值。目前、很多研究者把目光投向这一点,但主要都是集中在纯有机高分子方面。
在有机发光材料方面,稀土有机发光配合物也是一个重要方向。虽然其发光效率不如许多纯有机分子,但由于稀土元素本身的特性,具有如发光峰尖锐,受基质材料的影响小,且内量子效率高的优点,从而引起了研究者的关注。许多稀土元素的有机配合物都被研究,如Nd、Sm、Eu、Tm、Dy、Tb等。有机配体主要集中在配体能力和稳定性较好的一些β-二酮,合成得到了许多配合物发光材料,有红光材料、蓝光材料、绿光材料等。但其中的发光机理还不十分清楚,稀土元素和有机配体之间的一些内在的联系还需要进一步深入研究。为此,通过测试其能级的能量状态和转移效率,从本质上深入了解发光现象和弄清一些主要的影响因素,具有重要意义。另外,由于稀土元素在无机材料中,比如晶体、玻璃中都是很好的激光材料,研究的也很成熟。因此我的研究重点就是能否从稀土有机配合物出发,在充分了解其发光特性的基础上进一步把无机有机相结合,研究稀土元素在有机体系中的光致发光特性。
本论文中,作者在前人基础上独创性地制备出多核稀土Nd配合物,通过多种表征分析手段分析了它的结构特性和光谱性质。运用Judd-Ofelt理论,对此配合物掺杂的有机体系做了激光发光可能性的分析,并从分子结构解析了这些材料的光学性质。
本文的另一重点是稀土材料的构一效分析。本课题组通过实验发现硅烷耦联剂表面改性的纳米氧化钕晶体具有好的荧光特性,然而普通的氧化钕是几乎没有荧光的。作者运用Forster的荧光共振能量转移理论分析了表面改性氧化钕的结构,得到了偶极子共振耦合的实际距离大于特征耦合距离的结论,从而从理论上支持了这种材料荧光特性的实验结果。