在稀土功能材料的發展中，尤其以稀土發光材料格外引人注目。稀土因其特殊的電子層結構，而具有一般元素所無法比擬的光譜性質，稀土發光幾乎覆蓋了整個固體發光的範疇，只要談到發光，幾乎離不開稀土。稀土元素的原子具有未充滿的受到外界遮蔽的4f5d電子組態，因此有豐富的電子能級和長壽命激發態，能級躍遷通道多達20餘萬個，可以產生多種多樣的輻射吸收和發射，構成廣泛的發光和鐳射材料。隨著稀土分離、提純技術的進步，以及相關技術的促進，稀土發光材料的研究和應用得到顯著發展。發光是稀土化合物光、電、磁三大功能中最突出的功能，受到人們極大的關注。就世界和美國24種稀土應用領域的消費分析結果來看，稀土發光材料的產值和價格均位於前列。中國的稀土應用研究中，發光材料佔主要地位。稀土化合物的發光是基於它們的4f電子在f-f組態之內或f-d組態之間的躍遷。具有未充滿的4f殼層的稀土原子或離子，其光譜大約有30 000條可觀察到的譜線，它們可以發射從紫外光、可見光到紅外光區的各種波長的電磁輻射。稀土離子豐富的能級和4f電子的躍遷特性，使稀土成為巨大的發光寶庫，從中可發掘出更多新型的發光材料。稀土發光材料的應用會給光源帶來環保節能、色彩顯色效能好及長壽命的作用，有利於推動照明顯示領域產品的更新換代。中國稀土發光材料行業緊跟國際稀土發光材料研發和應用的發展潮流，與下游產業之間建立了良好的市場互動機制，成為節能照明和電子資訊產業發展過程中不可或缺的基礎材料。除上述領域外，稀土發光材料還被廣泛應用於促進植物生長、紫外消毒、醫療保健、夜光顯示和模擬自然光的全光譜光源等特種光源和器材的生產，應用領域不斷得到拓展。

1 稀土發光材料的分類

物質發光現象大致分為兩類：一類是物質受熱，產生熱輻射而發光；另一類是物體受激發

吸收能量而躍遷至激發態(非穩定態)在返回到基態的過程中，以光的形式放出能量。以稀

土化合物為基質和以稀土元素為啟用劑的發光材料多屬於後一類，即稀土熒光粉。因為稀

土元素原子的電子構型中存在4f 軌道，當 4f 電子從高的能級以輻射弛豫的方式躍遷至低

能級時就發出不同波長的光。稀土元素原子具有豐富的電子能級，為多種能級躍遷創造了

條件，從而獲得多種發光效能.

1．1 稀土材料光致發光

因為稀土離子本身所具有的獨特結構和性質,使得其在與有機配體配合後,具有能發出稀土

離子發光強度高、顏色純正的熒光和有機發光化合物所需能量低、熒光效率高、易溶於有

機介質的優點。稀土有機配合物的熒光主要是受激發配體透過無輻射分子內能量傳遞,將受

激發能量傳遞給中心離子,中心離子發出特徵熒光,稀土離子的這種發光現象稱為“稀土敏

化發光”。

當稀土離子被激發時可發出很強的熒光,它們從基態接受配體傳遞的能量後過渡到激發態,

放出能量,即發出熒光後又回到基態,在這個能量傳遞過程中既有分子內能量傳遞,也有分子

間能量傳遞。其中,分子間能量傳遞的效率可以透過提高體系的溫度和配體的濃度得到增強

,而稀土有機配合物分子內能量傳遞過程幾十年來一直是無數研究工作的主題。

1．2 稀土材料電致發光

電致發光是指電場作用於半導體誘導的發光行為，它有直流和交流兩種模式。對於有機

材料主要是直流模式，電致發光的過程通常是這樣的：首先載流子從金屬電極注入有機層

，在電場作用下，載流子在有機層中傳輸，然後載流子複合產生單態激子，最後單態激子

輻射衰減導致發光。

近年來，稀土配合物有機電致發光材料的研究在提高發光亮度方面取得了明顯的進步，

這主要是對配體結構、中心離子型別以及配合物整體結構與材料發光效能的關係進行了較

為深入研究的結果。稀土配合物發光的特點是：配體的結構發生變化，配合物的發射波長

不變。因此，對配體結構進行化學修飾，可改變配合物的發光強度，但不影響配合物的發

射波長。