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需求背景

 长余辉发光材料有光蓄光、无光发光特性，对于实现循环节约型社会起到重要的作用。将长余辉发光材料应用到农业中，可以将太阳光中对植物生长不利或利用率较低的转换成对植物生长有利的光。有效延长了作物光合作用时间。申请人长期专注多色长余辉发光材料的研究。对长余辉材料的制备技术、结构分析、光谱学的研究，有着扎实的理论基础和丰富的实践经验，取得了一系列研究成果。

需解决的主要技术难题

（1） 长余辉发光材料的制备及其本征缺陷引起自俘获光致发光及余辉现象的研究

采用制备d¹⁰离子氧化物基（锗酸盐、锆酸盐等）长余辉发光材料基质，研究其结构特性及缺陷性质；探讨基质结构中本征缺陷对于其自俘获光致发光行为及长余辉特性的现象。明确本征缺陷对于载流子俘获及释放过程的影响。

（2） 本征缺陷对于发光中心发光行为的影响

根据不同激活剂离子的特征属性，选择合适的稀土离子掺杂形成有效的发光中心，探讨d¹⁰离子氧化物基质的本征缺陷对于发光中心离子的影响。利用热释光技术探究有效陷阱的深度与分布，结合正电子湮灭和电子自旋共振对陷阱类型与填充状态进行判断，实现对缺陷态的本征属性的归属及充当角色的认定。

（3） 构建合适的陷阱能级，开展陷阱能级辅助发光中心光谱调节的研究

基于基质材料本征缺陷对激活剂离子的发光行为的影响，结合陷阱结构特点，通过稀土离子的共掺杂，构建合适的陷阱能级，通过光致光谱、热释光、光激励发光光谱探讨材料中陷阱种类、深度、数量对于发光中心的光谱调节。

期望实现的主要技术目标

（1）在d¹⁰离子氧化物基长余辉发光材料中，结合基质本征缺陷，通过掺杂形成有效的发光中心构建合适的陷阱中心。认识陷阱中心对于载流子俘获、释放及传递过程的影响，进而实现对发光中心的能级进行选择达到对光谱的可控，达到电子俘获型发光材料“光肥”的目的。

（2）通过有效表征手段对d¹⁰离子氧化物基质的本征缺陷开展研究，探索本征缺陷对于发光中心离子的影响机制，并在此研究基础上，构建合适的陷阱能级，通过陷阱能级协助调节发光中心的能级跃迁，明确陷阱中心的作用，为长余辉发光材料机理研究提供基础。

（3）针对本项目的研究成果，撰写相关科技论文、申报相关技术和产品专利，力争实现大规模的科技成果转化。

需求解析

解析单位：重庆市永川区 解析时间：2022-10-22

张进

重庆理工大学

教授

综合评价

该技术需求足够清晰

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