Er3+/Y3+/Yb3+共掺杂氧化铝光致发光增强研究

采用sol-gel法制备了不同摩尔比例的Er3+/Y3+/Yb3+共掺杂Al2O3粉末.X射线衍射(XRD)结果表明各样品均以δ-Al2O3为主相.利用荧光光谱仪测试各样品的光致发光(PL)谱,结果表明Y3+的共掺杂明显的提高了Er3+的PL强度.Er3+/Y3+/Yb3+共掺杂Al2O3粉末的PL强度随着Yb3+浓度呈先增大后减小的变化,Er3+∶Y3+∶Yb3+的摩尔比例为1∶20∶10时,样品的PL强度在Y3+共掺杂的Er3+∶Al2O3粉末的PL强度提高了7倍的基础上进一步提高了近4倍,说明Er3+/Y3+/Yb3+的共掺杂能够更有效地提高Er3+的PL强度.     

Gd_2O_3中掺杂Eu~(3+)和Yb~(3+)荧光粉的制备及荧光性能

采用溶胶-凝胶法制备了Gd2O3∶Eu3+,Gd2O3∶Yb3+与Gd2O3∶Eu3+,Yb3+荧光粉,对制备条件进行了研究,且进行了样品的物相表征.结果表明,Yb3+在高掺杂浓度下存在浓度猝灭,Eu3+可以通过共合作能量传递过程和交叉弛豫过程有效地将能量传递给临近的一对Yb3+离子.Gd2O3∶Eu3+,Yb3+在Eu3+的特征激发峰314 nm激发时,可以产生550~750 nm的Eu3+的特征发射和900~1100 nm的Yb3+近红外特征发射两个波段光谱.制备的Gd2O3∶Eu3+,Yb3+荧光粉可以将硅太阳能电池吸收较弱的300~550 nm的高能光子转换为两个响应较好的近红外光子.     

掺镱钨酸锶晶体的生长及其性能表征

镱离子掺杂晶体材料是一类优秀的固体激光增益介质,已获得广泛应用。使用提拉法生长了不同镱离子掺杂浓度的钨酸锶(Yb∶SrWO_4)晶体,通过X射线粉末衍射仪测定了其单晶结构,对粉末衍射数据精修得到了其晶胞参数。使用X射线荧光光谱法测定了晶体中镱离子的实际掺杂浓度,结果表明Yb∶SrWO_4晶体中Yb~(3+)离子存在掺杂上限,随着Yb~(3+)离子掺杂浓度增加,晶体中主要的电荷补偿机制变为基质阳离子空位。同时,Yb∶SrWO_4晶体的比热、热膨胀系数、热导率与纯钨酸锶(SrWO4)晶体相比无明显变化,在钨酸盐系列晶体中热学性能优良。上述结果表明Yb∶SrWO_4晶体是一种具有一定应用潜力的固体激光增益介质。     

Er/Yb双掺杂Li_6Y(BO_3)_3晶体的偏振光谱性能

采用提拉法生长得到了Er/Yb双掺杂的Li6Y(BO3)3晶体,测定了晶体中实际的Er3+和Yb3+离子浓度,在室温下记录了晶体的偏振吸收和发射光谱,测定了1 030 nm和1 535 nm处的荧光衰减曲线,并计算了Yb3+与Er3+离子间的能量传递效率。相比于Er3+离子单掺杂Li6Y(BO3)3晶体,Er/Yb双掺杂晶体在1 000nm附近处的吸收明显增强,在1 550 nm波长附近宽达200 nm的宽带发射以及Yb3+与Er3+离子之间有效的能量传递表明Er/Yb双掺杂的Li6Y(BO3)3晶体是一种潜在的可用于可调谐及超短脉冲激光的介质。     

掺杂Ce4+,Nb5+离子的邻苯二甲酸锌的光谱研究

应用微波反应方法制备掺杂Ce4+,Nb5+离子的邻苯二甲酸锌化合物 ,采用XRD、FT -IR、DRSUV VIS和荧光光谱对其结构进行分析表征 .研究表明 ,在Zn(PHT)∶0 .1Nb和Zn(PHT)∶0 .1Nb∶0 .1Ce中 ,Zn(PHT)和CeO2 或Nb2 O5之间存在很强的相互作用 .     

Er~(3+)/Yb~(3+):KY(WO_4)_2晶体能量传递特性

测量了在室温下Er3+/Yb3+:KY(WO4)2(KYW)晶体的吸收光谱和荧光光谱,利用Judd-Ofelt理论计算得到晶体中Er3+离子的光谱参量.根据Dexter理论计算了Er3+/Yb3+:KYW晶体中能量共振临界距离R0、掺杂离子的平均距离R及能量传递作用参数C,分析Er3+/Yb3+:KYW晶体中Er-Er间和Yb-Er间的能量传递特性.     

新型Yb~(2+)掺杂微晶玻璃光谱特性分析

通过高温熔融法和热处理成功制备了Yb2+掺杂Si O2-Al2O3-ZnO-K2CO3微晶玻璃.测试了微晶玻璃的X射线衍射谱(XRD)、激发光谱和荧光光谱.研究发现:X射线衍射谱表明了玻璃基质中存在β-Zn2Si O4纳米晶粒,根据XRD结果和Scherrer公式计算得到β-Zn2Si O4晶粒大小约为38 nm.在280 nm紫外光激发下,观察到Yb2+掺杂微晶玻璃的宽带蓝光(400～460 nm)和宽带黄绿光(475～600 nm)发光,其中蓝光对应微晶玻璃基质发光,黄绿光对应Yb2+的4f135d→4f14能级跃迁发光,经色坐标换算得到微晶玻璃的色坐标为(0.290 8,0.338 6)落在白光区域内.研究结果表明,Yb2+掺杂的Si O2-Al2O3-ZnO-K2CO3微晶玻璃是一种白光LED潜在材料.     

钇铌复合掺杂钛酸锶钡陶瓷的介电和铁电性能研究

采用固相法制备4种不同Nb2O5与Y2O3比例的钛酸锶钡(Ba0.9Sr0.1TiO3)铁电陶瓷,掺杂总量在0.3％摩尔分数以内.XRD结果显示,Nb5+和Y3+的掺杂均在Ti位形成了替位式共溶.在-50～150℃温度范围内测试的介电结果表明,介电常数的峰值均保持在80℃.当Y2O3大于Nb2O5的含量时,Nb能够增大Y的作用,使BST陶瓷样品具有更大的介电常数、频率色散和铁电相的温度稳定性;当Y2O3小于Nb2O5的含量时,损耗峰向高温移动,介电损耗不断减小,特别是对高频损耗有明显的抑制作用.电滞回线测试表明,Nb2O5大于Y2O3含量的共掺,使BST陶瓷具有更强的铁电性.     

Yb~(3+),Er~(3+)共掺MWO_4(M=Cd,Ba)纳米晶体的制备及发光性能

以CTAB为表面活性剂,采用水热法合成了Yb,Er共掺MWO4(M=Cd,Ba)纳米晶体.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和荧光分光光度计等手段对产物的组成、形貌和荧光性质进行了系统表征.结果表明:Yb3+,Er3+掺杂钨酸盐的发光条件随着M种类的不同而有较大的差异,水热合成的CdWO4:Yb3+,Er3+纳米晶体在980 nm激光照射下用肉眼可观察到明显的绿色上转换发光,而BaWO4:Yb3+,Er3+晶体高温煅烧到900℃才能观察到明亮的绿色发光.研究了温度对上转换发光强度的影响,讨论了两种晶体的上转换发光性质.     

稀土离子Pr3 和Nd3 对NaLuF4:Yb3 ,Er3 纳米晶上转换发光的调制

稀土离子Pr3+和Nd3+对上转换材料的发光具有特殊的敏化作用,通过在NaLuF4:Yb3+,Er3+纳米晶中共掺杂稀土离子Pr3+和Nd3+并研究它们与发光中心Er3+之间的能量传递机制.采用水热法分别合成了Pr3+和Nd3+掺杂的NaLuF4:Yb3+,Er3+纳米晶,直径约为15 nm,具有六方相结构.发光特性分析表明,随Pr3+离子掺杂浓度增加,NaLuF4:Yb3+,Er3+纳米晶的656 nm红光强度相对于544 nm绿光逐渐减弱;但是随着Nd3+离子掺杂浓度增加,其发光红绿比刚好出现相反的变化.基于功率变换谱和简化能级图分析了Pr3+-Er3+和Nd3+-Er3+之间的能量传递机制,揭示了Er3+的4I11/2能级的电子布居在多个跃迁过程中所起的关键作用.     

晶体硅光伏电池的材料优化

介绍了调制阳光频率实现太阳光波上下量子剪裁的两种方式:掺杂稀土离子和微纳米结构化硅基材料.以Lu2O3为基质,采用共沉淀法制备了Tb3+和Yb3+共掺的下转换粉末;以NaYF4为基质,采用热水法制备了Er、Yb和Tm共掺的上转换粉末.实验证明Lu2O3:Tb3+,Yb3+纳米粉末中,一个高能光子可剪裁成2个974 nm的近红外光子.而NaYF4:Er3+,Yb3+,Tm3+共掺的上转换材料也有显著的上转换效果,仅用1 122 nm激光照射0.25 cm2实验硅光电池片可增加电池光电流密度0.06 mA/cm2.设计了具有纳米结构的PIN.简述了通过梯度掺杂制结增强光伏效应的原因.     

白光LED用铽铕共掺铝酸锌微晶玻璃的制备、结构与发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Tb3+/Eu3+共掺Zn Al2O4微晶玻璃,研究了热处理温度对材料显微结构的影响以及不同稀土离子掺杂材料的发光性能.X射线粉末衍射测试结果表明,干凝胶样品在900℃温度热处理后可得到透明的含尖晶石结构Zn Al2O4微晶玻璃.发射光谱分析表明,在900℃热处理Tb3+∶Zn Al2O4和Eu3+∶Zn Al2O4微晶玻璃样品中,Tb3+离子与Eu3+离子分别发射绿光和红光.Tb3+/Eu3+∶Zn Al2O4发黄橙光,并且发光颜色随着Eu3+离子浓度的变化可调,该材料在白光LED领域具有潜在的应用前景.     

水热法合成Y2O3 ∶ Yb3+,Er3+上转换材料及发光特性

以Y2O3,Yb2O3和Er2O3为原料,利用水热法制备Y2O3,Yb3+,Er3+纳米上转换材料.通过X射线粉末衍射、扫描电镜和透射电镜对材料的晶型、成分、粒径及表面形貌进行分析.实验结果表明:所得粉体的晶型为立方晶系,晶粒为圆球形,平均粒径为20 nm.在波长为980 nm半导体激光器激发下产生绿色和红色的上转换荧光;改变Yb3+,Er3+的掺杂比例,激发产生的绿光和红光的荧光强度随Yb3+,Er3+掺杂比例的改变而发生变化.     

SrTi_(1-1.25x)Nb_xO_3陶瓷结构及介电性能

采用传统固相法制备了按化学计量比掺杂Nb_2O_5的SrTi_(1-1.25x)Nb_xO_3微波介质陶瓷材料,研究了x为0～0.005时陶瓷的相组成、显微结构和微波介电性能。结果表明:在x增大过程中,SrTi(1-1.25x)NbxO3的相组成并没有太大的变化,其体积密度也是呈现基本不变的趋势。随着Nb5+离子的增加,晶体中的小晶粒数量在不断减少,大晶粒的尺寸迅速增大,同时SrTi(1-1.25x)NbxO3的介电常数(εr)保持基本不变,品质因素(Q×f值)则一直加速增长。当x为0.005时,陶瓷SrTi0.993 75Nb0.005O3获得最佳的微波介电性能:εr=296.41,Q×f=6 953GHz。     

低量浓度掺杂La~(3+)对KDP晶体生长质量的影响

在低浓度掺杂下,利用溶液降温法生长了KDP晶体和掺杂不同量浓度三价La3+的KDP晶体。通过对未掺杂KDP晶体和掺杂La3+生长的KDP晶体对比研究发现,随着La3+离子掺杂量浓度的增加,抑制了柱面的扩展,减慢了KDP晶体生长速度,但是提高了生长溶液的稳定性,同时减少了晶体中缺陷的产生。对晶体柱区进行显微硬度的测量发现,随La3+离子掺杂量浓度的增加,晶体的致密度降低;用紫外/可见分光光度计在200~800 nm波段对样品柱区做了透过率测定,发现低量浓度(La3+≤4×10-3mol/L)的La3+掺杂可以提高KDP晶体在紫外波段的透过率,改善晶体的质量。     

掺杂对高导MnZn铁氧体材料性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了高磁导率MnZn铁氧体材料.从分析材料微观结构入手,研究了SnO2和Nb2O5掺杂对高磁导率MnZn铁氧体材料性能的影响.Sn4 能进入尖晶石晶格内,由于电中性条件可使Fe3 转化为Fe2 并生成相对稳定的Sn4 -Fe2 对,从而有效补偿磁晶各向异性常数K1,且Sn4 可促进晶粒均匀生长,提高材料的起始磁导率及烧结密度,有效降低材料的比损耗因子.Nb2O5的添加起到细化晶粒的作用,可以改善材料的频率特性,降低材料损耗,磁导率稍有降低,但当Nb2O5的质量分数大于0.005%时会显著降低材料的起始磁导率.     

掺Nb5+钨酸铅晶体的计算机模拟

应用GULP计算软件模拟计算了掺Nb5 的PbWO4(PWO)晶体中,Nb5 可能存在的位置以及对应的各种缺陷的生成能.通过比较生成能的大小确定了Nb5 在PWO晶体中最可能的存在方式,并对其电荷补偿机制进行了分析.计算结果表明,在掺Nb5 ∶PWO中,Nb5 首先占据邻近缺氧的W6 位,但不可能由F心或F 心来作为补偿,其电荷补偿形式应为[NbO3 VO] —[NbO4]-,改变了在晶体中与350 nm吸收带有关的氧空位V2O 的电荷补偿机制,从而抑制了350nm吸收.     

Yb~(3+)-Er~(3+)共掺杂的NaYF_4微/纳晶体的制备与上转换荧光

利用水热法制备了Yb3+-Er3+共掺杂的Na YF4微纳/米晶体.氟离子与稀土离子的浓度比对微晶的相及形貌有明显的影响.低浓度比有利于形成立方相的Na YF4,样品呈球形及八面体形;高浓度比有利于形成六角相的Na YF4,样品呈六角碟状或棒状的外形.在980 nm的红外激光激发下,样品辐射红色及绿色上转换荧光,荧光的强度依赖于晶体的相结构及形貌.另外,对晶体的生长机理及上转换发光性质也进行了讨论.     

不同掺杂离子浓度对Yb:YAG微片激光器性能的影响

根据激光物理理论对Yb:YAG微片激光性能进行了理论分析,用于研究镱浓度对Yb:YAG微片激光器性能的影响。在理论分析的基础上进行了数值模拟计算,不同浓度下,通过改变晶体厚度和输出镜透过率提出了Yb:YAG微片激光器的优化运转方案。通过选择较厚的2mm、较低浓度10at.%掺杂的Yb:YAG晶体可以获得较好的激光性能,或薄1mm的具有较高浓度20at.%掺杂的Yb:YAG晶体也可以获得较好的激光性能。     

用光谱和EPR谱确定Al_2O_3∶Ni~(2+)晶体的局部结构参数

采用半自洽场(sem i-SCF)d-轨道模型和点电荷模型,通过完全对角化方法,在晶体掺杂过渡金属离子后其空间结构对称性不会被破坏的条件下,由吸收光谱、EPR谱确定了A l2O3∶N i2+晶体的局部对称结构参数,建立了结构参数与光谱、EPR谱之间的定量关系,统一解释了A l2O3∶N i2+晶体的吸收光谱、EPR谱.所得理论计算结果与实验值符合得很好.