3： 新疆矿物光致发光特性研究.pdf 
3： 新疆矿物光致发光特性研究.pdf
新疆矿物光致发光特性研究 一、提名单位意见 符合自治区自然科学奖提名条件，同意提名自治区 2023 年度自然科学奖二 等奖。 二、项目简介 本项目结合新疆矿物资源极为丰富的地缘优势，用发光学、材料学和矿物学 的研究方法，对新疆各地矿物的独特发光特性其应用探索进行系统研究。通过 X 射线衍射（XRD） 、电子探针、电感耦合等离子体发射光谱仪、稳态/瞬态荧光光 谱等研究手段，研究新疆各地各类矿物的结构和成分、微量元素种类和价态、发 光起因、发光中心种类、能带结构、能量传递的方式等重要的物理和化学性质， 并进一步揭示其发光机理。以天然矿物作基质晶体，去除猝灭剂，通过掺杂合适 的激活剂、进行热处理等研究手段，提高天然矿物的发光效率，实现其实际应用。 依据矿物的结构成份及其发光性能研究，研制出高亮度、高效率、环保的发光材 料，为探索新基质的发光材料提供理论基础和技术路线。 主要科学发现点包括：通过本项目的研究发现①不同地点所产出的同名矿物 由于成矿环境不同，导致发光机理不同；②部分矿物可以作为很好的发光基质材 料；③有些矿物可以直接加工获得发光强度高、颜色分布合理、高效率的发光材 料；④从矿石中提取的某些矿物是可以直接作为发光材料；⑤对某些天然矿物直 接掺入激活剂可以获得发光材料。前后揭示了 15 种矿物的成分和结构、微量元 素种类和价态、发光起因、发光中心种类、能量传递的方式、发光机理等重要的 物理和化学性质。对 8 种天然矿物通过掺杂激活剂、热处理、辐照处理等手段提 高发光矿物的发光效率。其中，新研究手段加工的 4 种天然矿物具备了应用前景。 根据天然矿物的发光特性合成相应 13 种发光材料，制备新型发光材料等方面实 现突破，为开发和研制新型发光材料提供了一定的理论依据和技术指导。 科学价值主要包括：①发光物理学和矿物学学科的交叉形成了“矿物发光学” ， 促进了矿物和发光材料领域的发展；②为矿物鉴定及矿物分选等方面提供了一定 依据；③指明了利用天然矿物研制发光材料的优越性和应用前景；④在天然矿物 发光特性基础上合成新型荧光材料，避免研究的盲目性，有针对性的合成新型荧 光材料方面提供了新思路和方法；⑤发现硫 S、钛 Ti 等作为发光中心的天然矿物， 为设计非稀土掺杂的发光功能材料及应用提供思路；⑥为实现新疆天然矿石向发 光功能材料的进一步转化奠定了很好的基础。共主持课题 10 项，其中国家级科 研项目 5 项；发表学术论文 75 篇，其中 38 篇被 SCI 收录。 同行引用及评价：20 篇代表性论文被引用 202 次；有四篇论文分别获得第 八届、第九届、第十届、第十二届自治区人民政府自然科学优秀论文奖；展示了 新疆十多种发光矿物，让世界认识了新疆发光矿物，如以色列学者 Michael Gaft， 在《矿物和材料的发光光谱》书中，详细介绍和采用本申请的工作，其中认为在 新疆矿物中发现的方钠石的发光特性非常罕见；期刊《中国国家地理》在 2017 年 685 期介绍了荧光矿物、发光蘑菇，并介绍了本申请人相关的工作，认为荧光 矿物研究和应用具有更加广阔研究和应用空间等方面有了正面报道。 三、代表性论文目录 序 号 刊名 年卷期 影响因 子 发表时 间 第一作者 SPECTROSC OPY AND SPECTRAL ANALYSIS （2017）37： 1595-1600 0.7 2017/05/ 04 Wan Ying SPECTROSC OPY AND SPECTRAL ANALYSIS （2013）33： 2926-2929 0.7 2013/11/ 01 Aidilibike Tuerxun SPECTROSC OPY AND SPECTRAL ANALYSIS （2015）35： 3241-3246. 0.7 2015/11/ /16 Ma Yuan-yuan JOURNAL OF RARE EARTHS （2017） 35：850-856 2.524 2017/9/2 8 Wan Ying 5 Photoluminescence properties of thenardite activated with Eu JOURNAL OF LUMINESCE NCE （2009） 129: 1271-1275 2009/6/2 1 Sidike， Aierken 6 Photoluminescence spectra of thenardite Na2SO4 activated with rare-earth ions, Ce3+, Sm3+, Tb3+, Dy3+ and Tm3+ JOURNAL OF LUMINESCE NCE （2011） 131： 1840-1847 3.5999 2011/9/2 2 Sidike Aierken 7 Photoluminescence properties of thenardite from Ai-Ding Salt Lake, Xinjiang, China （2009） 36: 3 1.597 2019/05/ 14 Sidike, Aierken 8 Photoluminescence spectra of S-2(-) center in natural and heat-treated scapolites （2008）35: 137-145 1.524 2008/04/ /01 Sidike, Aierken 9 Luminescence Properties of Thenardite Activated with Tm3+ under Vacuum （2011）31: 349-352 0.293 2011/02/ /22 Yusufu Taximaiti 1 2 3 4 论文专著名称 Synthesis and Luminescence Properties of a New Type of Green Fluorescent Powder BaAl2Si2O8:Tb3+, Ce3+ Near-Infrared Photoluminescence Properties of Natural Sodalite Activated with Mn and Fe Transition Metal Ions Doping Photoluminescence of Sinthetic Scapolite Na4Ca4Al6Si9O24 Phosphors Activated with Ce3+ and Tb3+ and Energy Transfer from Ce3+ to Tb3+ Photoluminescence properties and energy transfer of a single-phased white-emitting NaAlSiO4:Ce3+,Sm3+ phosphor PHYSICS AND CHEMISTRY OF MINERALS PHYSICS AND CHEMISTRY OF MINERALS SPECTROSC OPY AND SPECTRAL 1.847 Ultraviolet Excitation ANALYSIS 10 Photoluminescence properties of green and red luminescence from natural and heat-treated sodalite 11 Photoluminescence of baratovite and katayamalite 12 Photoluminescence properties of anthophyllite PHYSICS AND CHEMISTRY OF MINERALS PHYSICS AND CHEMISTRY OF MINERALS PHYSICS AND CHEMISTRY OF MINERALS 13 14 15 16 17 18 19 20 Effect of Li+ doping on the luminescence performance of a novel KAlSiO4:Tb3+ green-emitting phosphor Phase transition and fluorescence regulation of BaAl2Si2O8:Eu using Ba source Photoluminescence properties of Tb3+-doped sodalite under VUV-UV light excitation Luminescence properties and energy transfer of Na2CaSiO4:Sm3+,Eu3+p hosphor Synthesis and Luminescence Properties of Sr2-x-yAl2SiO7:x%Sm3 +, y%Li+ Phosphors Luminescence Properties of Thenardite Activated with Dy3+ under Vacuum Ultraviolet Excitation Effect of polyhedral co-substitution on the crystal structure and luminescence color of Sr-2(Al1-xMgx)(Al1-xSi 1+x)O7:Eu2+ Rare earth ion Tb3+ doped natural sodium feldspar (NaAlSi3O8) Luminescent properties and energy transfer （2014）41： 1.538 227-235 2014/4/2 2 Kaiheriman Muyasier （2010） 37: 705-710 1.876 2010//12 /15 Sidike, Aierken （2010） 37: 83-89 4.997 2010/02/ /18 Sidike, Aierken Yantake, Reziwangul i NATURE SCIENTIFIC REPORTS （2021） 11:1 4.997 2021/05/ 04 JOURNAL OF LUMINESCE NCE (2020) 222:117058 3.599 2020/02/ 21 Sun Lanlan JOURNAL OF LUMINESCE NCE (2015)157 : 411-415 2.693 2015/1/3 Kaiheriman Muyasier Acta Physica Sinica （2017）66： 0.669 97-103 2017/12/ /05 Su Xiao-Na SPECTROSC OPY AND SPECTRAL ANALYSIS （2019） 39:1013-10 17 0.452 2019/06/ /12 Wang Qing-ling SPECTROSC OPY AND SPECTRAL ANALYSIS （2011） 31:2063-20 66 0.293 2011/08/ 19 Yusufu Taximaiti ACTA PHYSICA SINICA （2019）68： 0.732 40-46 2019/05/ /09 Wang Qing-Ling 2019/10/ 10 Dilare Halmurat Nature Scientific Reports (2019) 9：1 3.998 四、主要完成人情况 1.姓名：艾尔肯·斯地克 排名：第一 行政职务：无 技术职称：教授 工作单位：新疆师范大学 完成单位：新疆师范大学 对本项目技术创造性贡献： 作为本项目的主持人，主要从事发光矿物的研究，前后揭示了 15 种矿物的 成分和结构，对 8 种天然矿物通过掺杂激活剂、热处理、辐照处理等手段提高发 光矿物的发光效率。与本项目相关的主持课题 10 项，其中国家级科研项目 5 项， 项目立项、组织、执行、产出成果等全过程贡献突出。与本项目相关的发光矿物 材料的光致发光特性研究的成果在本项目里的 20 篇论著里，其中有 6 篇是本人 以第一作者身份发的文章，有 14 篇是本人以通讯作者身份的文章。在本项目列 出的《重要科学发现》中，以第一作者身份参与第 2 科学发现做出贡献，以通讯 作者身份参与第 1，3，4，5，6，7 和 8 科学发现做出突出贡献。首页见附件 1 代表性论文专著证明材料。代表性论文 1, 2 ,3, 4, 5, 6, 7, 8 的通讯作者。 2.姓名：塔西买提·玉苏甫 排名：第二 行政职务：新疆师范大学物理与电子工程学院 技术职称：教授 工作单位：无 完成单位：新疆师范大学 对本项目技术创造性贡献： 本人入选第十二批国家“千人计划”并获得资助，为项目主要的参与者。与 艾尔肯·斯地克共同合作完成国家自然科学基金《新疆无水芒硝发光机理研究》 。 在本项目 20 篇主要论文专著里有 2 个第一作者身份的文章，分别为第 9 和第 18 个文章。有 1 个共同通讯作者身份的文章，题目为 “Effect of Li+ doping on the luminescence performance of a novel KAlSiO4:Tb 3+ green-emitting phosphor” ，研究 了一种新型绿色钾霞石结构荧光粉，在 550 nm 处的发光强度大约增加了 4 倍。 样品的颜色可以达到 83.3%。在 200 ℃时该荧光粉具有优异的热稳定性。此研 究成果发表在 Nature 出版社的《Scientific reports》 （JCR 一区，IF:4.997）子刊上， 对应《重要科学发现》中所列出来的第 5 科学发现有突出贡献。首页见附件 1 代表性论文专著证明材料。 3.姓名：热孜宛古丽·延塔克 排名：第三 行政职务：无 技术职称：无 工作单位：新疆师范大学 完成单位：新疆师范大学 对本项目技术创造性贡献： 本人为项目主要的参与者，发表论文《Effect of Li+ doping on the luminescence performance of a novel KAlSiO4:Tb3+ green-emitting phosphor》文章在主要论文专 著目录第 13 个，首页见附件完成人证明材料。研究了一种新型绿色钾霞石结构 荧光粉 KAISiO4: 1.5Tb3+, x Li+，并对其晶体结构、漫反射光谱和发光特性进行了 研究。并证明了使用硅酸盐荧光粉产生固态照明用白光二极管的绿光成分是可行 的。此研究成果发表在 Nature 出版社的《Scientific reports》 （JCR 一区，IF:4.997， 被引用 19 次）子刊上，此论文见附件代表性论文专著封面第 5 篇。该文章在 《CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL》 （JCR 一区，IF：15.1004）等期刊上被引用。 该文章为开发和研制新型光致发光材料提供理论依据和技术指导。对应《重要科 学发现》中所列第 5 项科学发现有突出贡献。 4.姓名：何久洋 排名：第四 行政职务：无 技术职称：副教授 工作单位：新疆师范大学 完成单位：新疆师范大学 对本项目技术创造性贡献： 为项目主要的参与者，与艾尔肯·斯地克共同合作完成国家自然科学基金《架 状硅酸盐结构中硫发光中心及其白光 LED 应用研究》、 《新疆无水芒硝发光机理研 究》；发表论文“Rare earth ion Tb3+ doped natural sodium feldspar (NaAlSi3O8) Luminescent properties and energy transfer”。研究了新疆天然含铕钠长石和 Tb3+ 掺杂天然钠长石(NaAlSi3O8)荧光粉的晶体结构和发光性能。发现 Eu 在天然钠长 石矿物中的分布呈聚集性。得到了从 Tb3+到 Eu3+的能量转移，样品的发光颜色 从绿色到红色区域可以调控。该完成成果已发表在 Nature 出版社的《Scientific reports》 （JCR 一区，IF:3.998，被引用 12 次）子刊上。对应《重要科学发现》中 所列出的第 8 科学发现有突出贡献。首页见附件 1 代表性论文专著。 5.姓名：王庆玲 排名：第五 行政职务：无 技术职称：讲师 工作单位：新疆师范大学 完成单位：新疆师范大学 对本项目技术创造性贡献： 本人为项目主要的参与者，发表论文《Synthesis and Luminescence Properties of Sr2-x-yAl2SiO7:x%Sm3+, y%Li+ Phosphors》和《Effect of polyhedral co-substitution on the crystal structure and luminescence color of Sr-2(Al1-xMgx) (Al1-xSi1+x)O-7: Eu2+》文章在 20 篇主要论文专著目录第 17 个和第 19 个，首页见附件完成人证 明材料。采用高温固相法，研究了两个具有黄长石结构的同构体，通过离子替代 的方式形成一个完全固溶体，从而达到颜色可调。为开发和研制新型光致发光材 料提供理论依据和技术指导。 五、完成人合作关系说明 六、知情同意证明 所列完成人同意成果用于此次报奖，同意成果获奖人员排列顺序，相关成果 此次报奖之前没有使用，同意以后也不再使用。 对于未列入申报获奖人员的参与者，论文第一作者及合作者同意成果用于此 次报奖，同意不作为报奖完成人，相关成果此次报奖之前没有使用，同意以后也 不再使用。