Practical Applications of Phosphors pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Yen, William M. (EDT)/ Shionoya, Shigeo (EDT)/ Yamamoto, Hajime (EDT)

出品人:

页数:512

译者:

出版时间:

价格:99.95

装帧:HRD

isbn号码:9781420043693

丛书系列:

图书标签:

• Phosphors
• Luminescence
• Materials Science
• Optics
• Solid State Physics
• Chemistry
• Applications
• Technology
• Displays
• Lighting

《光谱之旅：现代材料中的光与色》 一、引言：光影交织的世界 自古以来，光与色的奥秘便吸引着人类的探索。从简单的矿石发光到如今高科技显示屏的绚烂，我们对光与物质相互作用的理解，推动着材料科学、物理学乃至信息技术的飞速发展。本书《光谱之旅：现代材料中的光与色》，并非关注单一特定化学物质的应用，而是聚焦于一个更宏大、更基础的领域：如何通过材料的能级结构，控制和利用光子的吸收、发射和转换过程。 本书旨在为读者构建一个跨学科的知识框架，深入探讨无机晶体、有机半导体、量子点等多元化材料体系中，光与物质相互作用的基本物理机制，以及这些机制在当代工程技术中的广泛应用。我们力求在保持严谨的物理学基础之上，以清晰、直观的方式阐释复杂的量子现象。 二、理论基石：光与物质的量子力学基础 (约 300 字) 本书的开篇将回归物理学的本源。我们首先系统梳理了描述光与物质相互作用的核心理论，包括量子场论的初步概念，特别是电磁场与电子跃迁的耦合。 重点章节将详述能带理论在固体物理中的应用，解释绝缘体、半导体和导体的根本区别。随后，本书将深入探讨电子从高能级向低能级跃迁时释放能量的几种基本模式：辐射复合、非辐射复合（如声子辅助弛豫）以及能量转移机制。特别是针对不同晶格环境和缺陷对发光效率的影响，我们将引入晶格振动（声子）与电子-空穴对的耦合模型，为后续讨论材料的实际性能提供坚实的理论支撑。理解这些基础理论，是掌握任何发光或光吸收材料应用的关键。 三、晶体光学与能级工程 (约 400 字) 本书的第二部分聚焦于晶体材料的本征特性及其调控。我们探讨了晶格结构对称性对电子轨道（d轨道或f轨道）能量的影响，并详细分析了配位场理论和晶体场理论如何解释过渡金属离子和稀土离子在特定基质中呈现的特征光谱。 核心内容包括：如何设计晶格常数和缺陷结构来精确调控发光中心周围的微环境，从而“微调”发射波长和量子产率。我们将对比分析闪烁体材料（如碘化钠、重晶石）的特性，它们在高速粒子探测和医疗成像领域的重要性，并探讨掺杂对晶体材料捕获和传输能量效率的影响。对于宽带隙半导体材料，我们将分析施主-受主对的形成及其在光致发光中的作用，阐明如何通过精确的化学计量控制实现对材料光学性能的定制化。 四、半导体界面与异质结的光电特性 (约 450 字) 进入现代电子学领域，半导体异质结是实现高效光电器件的核心。本书的这一部分将全面解析在不同禁带宽度材料界面上，载流子如何被有效注入、传输和复合。 我们将详细讨论PIN结、PN结以及更复杂的异质结结构（如II型结）在光电二极管、激光器和光电探测器中的作用。对于光致发光器件（如LED），我们将深入剖析载流子限制效应（Quantum Confinement Effect），对比二维（量子阱）、一维（纳米线）和零维（量子点）结构在增强辐射效率方面的优势与挑战。特别是，我们会详细阐述载流子注入效率、复合效率与器件工作电流之间的复杂关系，并引入肖特基势垒对光电流收集的影响模型。此外，本书还将探讨有机半导体材料，如OLED中的发光层、传输层和阻挡层，重点分析激子（Exciton）的形成、传输和最终的电致发光过程，以及如何通过界面修饰提高激子利用率。 五、光谱表征技术与应用案例分析 (约 350 字) 理论与工程的桥梁在于精确的表征。本书的最后一部分将介绍一系列用于研究光与物质相互作用的关键光谱技术，并提供一系列前沿的应用实例，这些案例均围绕材料的光吸收和发射特性展开，但并不局限于特定的磷光体化合物。 我们将介绍光致发光光谱（PL）、时间分辨光致发光（TRPL）如何揭示载流子寿命和缺陷态密度；吸收光谱（UV-Vis-NIR）如何确定材料的带隙能量和光吸收截面；以及拉曼散射（Raman Spectroscopy）在分析晶格振动模式和应力状态中的应用。 在应用案例中，我们将展示如何利用这些光谱特性来优化： 1. 高效太阳能电池：通过材料吸收光谱与太阳光普匹配度分析，提高光捕获效率。 2. 生物成像探针：利用特定波长发射的纳米材料，实现深组织穿透和高对比度成像。 3. 固态照明：通过优化转换层（如荧光粉或量子点转换层）的光谱匹配，实现高显色指数（CRI）和高光效的白光发射。 结语 《光谱之旅：现代材料中的光与色》旨在成为一本全面而深入的参考书，它超越了对单一发光材料的关注，将读者的视野拓展到光与物质相互作用的普适物理规律及其在当代科技中的创新应用。本书强调的是原理、机制与跨材料体系的通用性。

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