固体发光材料的化学成分

虽然气体和液体也有许多引人注目的发光现象，但只有固体才具有照明的实用价值。

人们最先了解的固体发光材料，是那些在日光或阳光的照射后能显现出发光的材料。这种材料属于碱土金属的硫化物。当时这种材料的人工制造方法当然是相当原始的。直到有了适宜的紫外线能源和实验方法后，才取得适当的进展。后来了解到，不少天然矿石也是发荧光的，并可以通过人工合成，制成较纯的并能保持其原有晶体结构的高效率荧光粉。后来，许多具有各式各样晶体形状的荧光粉均能以人工合成，有些合成的结构往往在已知的矿物中并不存在，即或存在也可能是一种不能发光的矿物。晶体结构的特征是固体无机荧光材料几乎不可缺少的性质，人们曾以X射线对这方面进行过广泛的研究。

固体无机荧光材料的一个共同的特点，就是它们都含有少量的掺杂元素称为激活剂(activators)。这些激活剂对于荧光材料的发光十分重要，应用最广的一种激活剂就是过渡金属--锰。

硅锌矿-即含有微量锰的正硅酸锌，曾经是一种重要荧光材料,因为它能将短波紫外线转变成绿光。这是克鲁克斯(Crookes)最初研究放电管时所用的一种材料。合成硅酸锌的含锰量是适量控制的，它比掺差不齐的矿石标本当然可靠一些，因此合成硅酸锌迄今还是一种重要的荧光材料。廿世纪30年代的后半期，已经发现在制备这种荧光材料时，加入少量的铍化合物，可以产生从绿到黄，再到黄橙，甚至达到品红等一系列的荧光。这种以锰激活的硅酸锌铍，曾一度是生产荧光灯的主要材料。

一般来说，灯用荧光粉几乎毫无例外地都是含氧的材料，例如硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐、钨酸盐、钒酸盐等。其中某些材料也能用于阴极射线管和β灯。有些双元素材料，如硫化物，有关的硒化物和碲化物以及氟化物，在这方面也有很重要的应用。如有某些以氟化镁为基料的锰激活荧光粉，余辉相当长，用于雷达上很有价值。有些硫化物荧光粉还有其它方面的用途，例如虽有不少材料表现出场致发光的特性，但只有硫化锌的使用价值比较大，发光颜料也主要是以硫化物为基础的。

医用x射线，最初系利用氰亚铂酸钡荧光屏将射线变成可见光，现在则广泛使用硫化锌镉荧光屏。蓝色的钨酸钙荧光屏可与胶片接触使用，能使x射线的摄影作用得到提高。

有发光特性的并不限于无机的固体材料，“白昼发光”型的广告漆就是一种熟知的有机发光材料，以某些含有象若丹明(rhodamine)一类有机染料的发光材料沉积在具有一定粒度的合成塑料中，便可制成适用的颜料，它能依靠紫色和紫外辐射的作用而显出自然日光色。还有些无色有机染料能在紫外线的作用下现出蓝色的荧光，可作为洗涤剂中的荧光增白剂,而用于白色纺织品和纸张的生产中,它显出蓝色或淡紫色荧光,可抵销纤维带来的浅黄色,从而产生一种“亮白色”。类似的材料还有用来制造纸张或卡片的“密迹”，最新式的邮票印上发光染料，即可采用高速机器对邮件进行自动分类。

很少有发光材料在几种不同形式的激发下都同样有效。而且一般来说，每种荧光粉的成分与结构，均必须与所需的特定激发能源相适应。