Current Advances In Selenium Research And Applications pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Surai, Peter F. (EDT)/ Taylor-Pickard, Jules A. (EDT)

出品人:

页数:351

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价格:141

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isbn号码:9789086860739

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• Selenium
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• Software Testing
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• Research
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探索光学奇迹：聚焦稀土元素发光材料的前沿研究与创新应用 本书深入剖析了稀土元素发光材料领域最新的科学进展和广泛的应用前景。稀土元素，凭借其独特的电子结构，能够发出色彩鲜艳、性能优异的光，在众多高科技领域扮演着不可或缺的角色。本书将带领读者穿越材料科学的前沿，揭示稀土发光材料的奥秘，并展现其在现代科技进步中的关键作用。 第一章：稀土发光材料的理论基础与结构特性 本章将为读者构建一个坚实的理论框架，深入探讨稀土元素发光材料的核心科学原理。我们将从原子层面出发，解析稀土离子（如铕、铽、镧、铈等）的f电子轨道结构，阐释其独特的激发与发光机制。具体而言，本书将详细介绍： 稀土离子的电子结构与能级跃迁： 详述稀土离子4f层电子的特性，包括其被内层电子有效屏蔽，使得其能级结构对外界环境影响较小，从而产生窄带、锐利的发光谱。我们将解释“4f-4f”跃迁和“4f-5d”跃迁等主要的激发-发射过程，并分析影响跃迁强度的因素，如斯塔克效应、配位环境等。 敏化发光机制： 探讨通过“天线效应”提高稀土离子发光效率的策略。我们将详细介绍能量传递的两种主要方式：固有敏化（如稀土离子自身吸收能量）和外源敏化（如有机配体、无机敏化剂等）。重点解析有机敏化剂如何通过高效吸收紫外光或可见光，并将能量有效地传递给稀土离子，实现高效率的发光。 晶格结构与发光性能的关系： 深入研究不同晶体基质（如氧化物、氟化物、硫化物、磷酸盐、硼酸盐等）对稀土离子发光性能的影响。分析晶格畸变、缺陷、配位数等因素如何影响能量转移、非辐射猝灭以及发光波长。我们将介绍常见的稀土发光材料晶体结构，如立方相、六方相、钙钛矿结构等，并解释其结构特点与发光特性的关联。 掺杂与共掺杂策略： 阐述通过掺杂不同稀土离子或引入共掺杂离子来调控材料发光颜色、效率和稳定性的方法。例如，讲解如何通过掺杂不同比例的铕和铽来获得红光和绿光，或者通过引入镱、铒等来产生近红外或红外发光。我们将深入分析共掺杂离子如何影响激发过程、能量转移以及猝灭机制。 第二章：新型稀土发光材料的合成与制备技术 本章聚焦于当前稀土发光材料合成领域的最新技术和创新方法，旨在开发具有更高性能、更优异稳定性和更低成本的新型材料。我们将全面介绍： 湿化学合成方法： 详细介绍溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热/溶剂热法、微乳液法等湿化学合成技术。分析这些方法在控制粒子尺寸、形貌、结晶度以及实现均匀掺杂方面的优势。例如，溶胶-凝胶法如何实现纳米材料的均匀分散和高比表面积，水热/溶剂热法如何获得形貌可控的晶体结构。 固相反应法与气相沉积技术： 探讨传统固相反应法在制备大尺寸、高纯度稀土发光材料方面的应用，并分析其在高能耗、产物不均匀性方面的局限性。同时，我们将介绍物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等薄膜制备技术，它们在制备高质量、多层结构稀土发光薄膜方面的独特优势。 纳米材料制备与形貌调控： 深入研究如何通过精确控制合成条件，制备具有特定尺寸（纳米颗粒、纳米棒、纳米线）、形貌（球形、立方体、多面体）和比表面积的稀土发光纳米材料。探讨尺寸效应如何影响稀土离子的发光性能，以及如何通过表面修饰来提高其分散性和稳定性。 无机合成与有机-无机杂化策略： 介绍在高温炉、电弧熔炼等条件下合成大尺寸单晶或陶瓷稀土发光材料的方法。同时，重点关注有机-无机杂化材料的兴起，如稀土有机配位聚合物（RE-MOFs）、稀土配合物等，它们将有机分子的可设计性与稀土离子的发光特性相结合，展现出独特的性能。 后处理与表征技术： 详述退火、表面包覆、掺杂修饰等后处理工艺如何进一步优化稀土发光材料的性能。同时，全面介绍表征这些材料的关键技术，包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、荧光光谱仪、拉曼光谱仪等，并阐释这些技术如何提供结构、形貌、成分和光学性能等方面的信息。 第三章：稀土发光材料在显示技术中的创新应用 稀土发光材料是现代显示技术的核心驱动力之一。本书将聚焦其在各个显示领域的最新进展和未来趋势： LED照明与全光谱LED： 详细阐述稀土荧光粉（如YAG:Ce3+, LaPO4:Ce3+,Tb3+等）在白光LED中的关键作用。分析如何通过优化荧光粉的配方和形貌，实现高显色指数（CRI）和色温可调的LED照明。重点探讨开发能够模拟自然光光谱的全光谱LED，以及其对人类健康和视觉体验的积极影响。 量子点显示技术（QLED）： 尽管量子点并非传统意义上的稀土发光体，但本书将探讨稀土元素在增强量子点发光效率、调控发光颜色以及提高稳定性方面的潜在协同作用。介绍如何将稀土离子掺杂到量子点中，以实现更窄的发射谱和更高的亮度。 场致发光显示（FED）与电致发光器件（ELD）： 探讨稀土发光材料在薄膜电致发光器件（TFEL）中的应用，以及其作为发光层的优势。分析如何通过优化电极材料、电介质层和发光层，提高器件的亮度和寿命。 激光与光学成像： 介绍稀土掺杂晶体（如Nd:YAG, Er:YAG等）作为激光介质在工业、医疗和科研领域的广泛应用。探讨其在光学成像、光谱分析和生物标记等方面的潜力。 柔性显示与可穿戴设备： 关注稀土发光材料在柔性显示器、可穿戴设备中的应用前景。探讨如何制备柔性、透明的稀土发光薄膜，以及其在电子纸、智能服装等领域的创新可能性。 第四章：稀土发光材料在生物医学领域的应用突破 稀土发光材料凭借其独特的光学性质，正在深刻地改变生物医学研究和诊断治疗的方式。本书将深入探讨： 生物成像与示踪： 详细介绍稀土纳米粒子（如Y2O3:Eu3+, LaF3:Ce3+,Tb3+等）作为荧光探针在细胞成像、组织成像和体内成像中的应用。分析其高信噪比、长荧光寿命和可调谐发光颜色的优势。重点介绍如何利用其近红外发光穿透生物组织，实现深层成像。 生物传感器与诊断： 探讨如何利用稀土发光材料构建高灵敏度的生物传感器，用于检测生物分子（如DNA, 蛋白质, 酶等）。分析其在疾病早期诊断、药物监测和环境污染物检测中的潜力。 光动力疗法（PDT）与光热疗法（PTT）： 介绍稀土材料作为光敏剂在光动力疗法中的应用，它们能够吸收特定波长的光，产生单线态氧，从而杀灭癌细胞。同时，探讨稀土材料在光热疗法中的作用，通过吸收光能产热，破坏癌细胞。 药物递送与生物相容性： 关注稀土纳米材料在药物递送系统中的应用，如何利用其表面功能化，实现对靶向细胞的精确递送。同时，深入讨论稀土材料的生物相容性，以及如何通过材料设计和表面修饰来降低其潜在的毒性。 近红外发光与荧光造影： 详细介绍能够发出近红外（NIR）光（650-900 nm）的稀土发光材料（如Er3+, Yb3+掺杂材料）。分析其在生物组织中具有更低散射和吸收，能够实现更深层、更清晰的荧光造影，在微创手术、肿瘤检测等领域具有巨大潜力。 第五章：稀土发光材料在环境监测与安全保障中的前沿应用 稀土发光材料的独特光学特性使其在环境监测和安全保障领域展现出日益重要的价值。本书将重点关注： 荧光探针与痕量物质检测： 介绍稀土发光材料在环境污染物（如重金属离子、有机污染物、农药残留等）检测中的应用。分析其高灵敏度和选择性，能够实现对痕量污染物的快速、准确检测。 防伪技术与安全标识： 探讨稀土发光材料在防伪领域的创新应用，如将其添加到油墨、涂料或塑料中，制成具有特殊光学标记的防伪产品。分析其在货币、证件、商品包装等领域的安全性应用。 光催化与环境修复： 介绍稀土材料作为光催化剂在降解有机污染物、净化水体和空气中的应用。分析其在光催化活性、稳定性和可持续性方面的优势。 照明与指示系统： 探讨稀土发光材料在应急照明、指示牌、交通信号灯等领域的应用，其高亮度和长效发光特性能够提高安全性和可见度。 矿物识别与地质勘探： 介绍稀土发光材料在矿物识别和地质勘探中的应用，其独特的光谱特征可以帮助识别矿物成分和潜在的稀土资源。 第六章：面向未来的挑战与机遇 本书最后将展望稀土发光材料领域的未来发展方向，并探讨当前面临的挑战和潜在的机遇： 成本控制与可持续发展： 讨论稀土资源的稀缺性及其对产业发展的影响，以及开发低成本、高效的稀土分离与回收技术的重要性。 高性能化与功能集成： 展望开发具有更高发光效率、更长寿命、更优异稳定性的新型稀土发光材料，以及将发光功能与其他功能（如磁性、催化性等）集成的趋势。 新应用领域的拓展： 预测稀土发光材料在量子信息、先进能源、智能材料等新兴领域的潜在应用。 环境与健康影响评估： 强调对稀土材料的长期环境影响和潜在健康风险进行深入研究和评估的必要性。 跨学科合作与协同创新： 鼓励材料科学、化学、物理学、生物学、医学、工程学等领域的科学家们加强合作，共同推动稀土发光材料的理论研究与应用创新。 本书旨在为材料科学家、工程师、研究人员以及对稀土发光材料感兴趣的学生提供一本全面、深入且前沿的参考资料，共同探索稀土发光材料的无限可能，并推动其在各个领域的创新应用，为人类社会的可持续发展贡献力量。

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