白光LED用K_2TaF_7∶Mn~(4+)红色发光晶体发光性能研究

通过溶剂挥发法生长出红色棒状K_2TaF_7∶Mn~(4+)发光晶体,通过X线单晶衍射确定其晶体结构及相关晶胞参数.通过对样品的发光性能研究,样品最强激发带位于466 nm左右的蓝光区,半峰宽约为70 nm;最强发射位于628 nm处.当n_(Mn~(4+))∶n_(K_2TaF_7)为35%时所得晶体的红光发射最强,外量子效率高达49.2%.将K_2TaF_7∶Mn~(4+)发光晶体、YAG∶Ce~(3+)黄色荧光粉和蓝光GaN芯片组装成暖白光LED,所得器件具有优异的光电性能.     

CaCO_3∶Mn~(2+)体系局域晶格结构理论研究

通过对角化组态离子在三角配体场中的完全能量矩阵,研究了CaCO3∶Mn2+体系中(MnO6)10-过渡金属配位复合物的局域晶格结构畸变。在具体的结构计算中,同时考虑了二阶零场分裂参量b20和四阶零场分裂参量b40。通过理论计算,发现Mn2+离子掺杂碳酸钙单晶的局域结构畸变为ΔR=-0.0169nm,Δθ=0.996°。理论计算结果与实验结果符合的非常好。     

红色荧光粉Mg_2TiO_4∶Mn~(4+)的制备及发光性能

采用高温固相反应成功地制备出Mn~(4+)激活的Mg_2TiO_4∶Mn~(4+)红色荧光粉,并对它的结构及发光性能进行了测试表征.实验结果表明:合成的样品能被270~570 nm的紫外光和蓝光有效地激发,产生很强的红光发射.样品的主发射峰位于660 nm左右,这对应于Mn~(4+)的2E2→4A2跃迁.通过Mn~(4+)掺杂浓度的调控,优化了Mg_2TiO_4∶Mn~(4+)的发光性能.最后将优化后的Mg_2TiO_4∶0.002 5Mn~(4+)荧光粉和YAG涂覆于~465 nm发射的Ga N芯片上,制作成暖白光发光二极管(LED).该LED器件表现出很强的暖白光发射.     

MnF_2晶体中Mn~(2+)离子的电子光谱研究

本文在SCCF模型的基础上,用一种方块准对角化弱场耦合方案构造了d~5电子系O_h~*旋量群的完全能量矩阵。计算出了MnF_2晶体中Mn~(2+)离子的(d—d)跃迁能谱,~4A_(1g)(G)和~4E_g(G)能态的偶然简并度被解除,39010cm~(-1),41340~(-1)cm和43200cm~(-1)三个吸收峰有了理论对应。     

LiTaO_3∶Cr~(3+)晶体中Cr~(3+)离子占位及其EPR参量的理论研究

利用Ｒａｃａｈ不可约张量算符法和Ｗｉｎｇｅｒ定理,建立了ｄ３（Ｃ＊３υ）电子组态的能量矩阵及其全组态ＥＰＲ理论;借助Ｎｅｗｍａｎ的叠加晶场模型和自旋哈密顿理论,研究了ＥＰＲ参量与ＬｉＴａＯ３∶Ｃｒ３＋晶体结构参数之间的定量关系。在此基础上,研究了ＬｉＴａＯ３∶Ｃｒ３＋的ＥＰＲ参量及其电子光谱,理论与观测一致。定量研究表明：ＬｉＴａＯ３∶Ｃｒ３＋晶体中,Ｃｒ３＋离子取代了Ｔａ５＋离子而不是Ｌｉ＋离子。     

KMgF_3∶Ni~(2+)晶体局域结构研究

采用赵敏光等的μkα模型，在强场图象中建立了3d^8电子组态的多重态计算公式，利用高阶微挠公式推导出顺磁g因数的计算解析表达式，并在能量矩阵、g因数与掺杂真实晶体结构常数之间建立起关联公式．将此模型应用于KMgF3：Ni^2＋晶体，计算其d—d跃迁光谱和EPR谱并与实验数据对比，发现KMgF3晶体在掺入Ni^2＋后其结构应发生同向延伸变化，畸变量△R=0．004nm，计算结果与实验值符合较好．     

Nd~(3+)∶KLa(MoO_4)_2激光晶体的光谱特性分析

采用中频感应提拉法生长出了Nd3+∶KLa(MoO4)2单晶,测试其室温下非偏振吸收光谱、荧光发射光谱.805 nm处吸收峰半峰宽10 nm,吸收截面为3.74×10-20cm2.主荧光发射峰位于1 059.45 nm处,荧光寿命160.6μs.利用Judd-Ofelt理论计算出J-O强度参数Ωt(t=2,4,6)及自发辐射概率、荧光分支比、辐射寿命、荧光量子效率及受激发射截面等参数.     

CaF_2晶体中Mn~(2+)离子自旋哈密顿量参数的计算

本文计算了CaF_2晶体中Mn~(2 )离子的自旋哈密顿量参数,将V_c H_(so)看作微扰近似到六级修正,计算值与实验值很好地符合,可以推测在莹石结构晶体中Mn~(2 )离子基态~6S的自旋哈密顿量参数主要来自H_(so)的贡献。     

在NH_4LiSO_4晶体中掺入Cr~(3+)的吸收光谱研究

采用半自洽场d轨道模型、点电荷模型,引入收缩因子f,用HCF程序计算了NH4LiSO4:Cr3+晶体的光谱,对文[1]未能识别的低对称光谱进行了识别,确定了NH4LiSO4:Cr3+晶体中[CrO4]原子团的局域结构.     

SnTiO_3：Cr~(3+)晶体中八面体络离子(CrO_6)~(9-)电子顺磁共振参量的研究

构建了四方八面体(CrO_6)~(9-)络离子g因子的完全高阶微扰公式,该公式同时包含中心离子Cr~(3+)和配体离子O~(2-)的自旋轨道耦合对g因子的贡献(双SO耦合参数模型),用此公式算得的g因子值与实验值符合得很好.令分子轨道混合系数λ_t=λ_e归一化系数N_t=N_e,获得g因子的单SO耦合参数模型,该模型计算的(CrO_6)~(9-)络离子g因子与实验值偏差较大,说明配体O~(2-)对g因子有不可忽略的贡献.     

KMgF_3∶Mn~(2 )晶体自旋晶格-耦合系数的理论研究

在晶体场理论的强场图象下 ,建立了轴对称 (三角和四角 )晶场中 3d5离子零场劈裂D因子的四阶微扰公式 ,进而得出相应的自旋 晶格耦合系数G11和G4 4.并将上述公式应用于KMgF3 ∶Mn2 晶体 ,在不引入调节参量的情况下 ,得到的计算值G11和G4 4与实验结果符合较好 .     

BaGeF_6∶Mn~(4+)红色荧光粉的水热合成、光学性质与LED应用

采用水热法制备了形貌一致、尺度均一的微米级BaGeF_6∶Mn~(4+)红色荧光粉,研究了反应时间、温度、表面活性剂用量对产物微观形貌的影响,利用XRD、SEM、EDS、XRF、激发和发射光谱、寿命、量子效率等对产物物性和光学性质进行了研究.封装红粉于白光LED器件,其表现出高显色指数(R_a=92.1)、高流明效率(LE=146.4 lm/W)和低色温(T_c=3 888 K)的特点,表明所制BaGeF_6∶Mn~(4+)红粉在暖光LED照明上有着的广阔应用前景.     

NH_4ZnPO_4:Mn~(2+)晶体的g因子和零场分裂的理论研究

采用半自洽场3d轨道模型、点电荷模型和平均共价因子模型,计算了NH4ZnPO4:Mn2+晶体中Mn2+电子顺磁共振的g因子和零场分裂参量D、E.计算结果显示D、E的理论值和实验值(D=176×10-4cm-1、E=58×10-4cm-1)符合得很好,并分析指出了g因子的反常.     

KMgF_3和KZnF_3中Mn~(2+)离子晶场参量研究

本文从电子顺磁共振实验测出的立方零场分裂常数 a 导出了 KM_gF_3:Mn~(2+)和 KZnF_3:Mn~(2+)的晶场参量 D_q,由此计算出了激发态能级,结果与光谱实验符合很好,而用点电荷模型计算出 D_q 要大～10%,光谱的计算值与实验值相差很远.这表明,本文提出的方法是可行的.     

LED用黄绿色荧光粉LiZnPO_4:Mn~(2+),Al~(3+)的合成及Al~(3+)敏化发光研究

为了获得可用于发光二极管(LED)的新型黄绿色荧光粉,用高温固相法合成了Li_(1-x)Zn_(0.9-x)PO_4:Mn_(0.1),Al_x系列的荧光粉。用XRD表征并分析了样品,获悉样品具有LiZnP04的结构。用荧光发射光谱及激发光谱表征了样品的发光性能,讨论了Al~(3+)掺杂对LiZnPO_4:Mn,Al荧光粉发光性能的影响。结果表明:Al~(3+)掺杂量对激发及发射光强度的影响均为开口向下、有极值的抛物线,Al~(3+)的最佳掺杂量为3%,对应样品是Li_(0.97)Zn_(0.87)PO_4:Mn_(0.1),Al_(0.03);Al~(3+)最佳掺杂量样品的发光强度是未掺Al~(3+)样品的3.98倍,说明在LiZnPO_4基质中Al~(3+)对Mn~(2+)的发光具有增敏作用;Al~(3+)的掺入只影响Mn~(2+)的发光强度,不影响Mn~(2+)的发光模式。Li_(0.97)Zn_(0.87)PO_4:Mn_(0.1),Al_(0.03);的色坐标值表明,该样品为黄绿色荧光粉,其在紫外线激发LED领域具有潜在的应用前景。     

MgTiO_3: Cr~(3+)晶体中占位的研究

本文用完全对角化方法研究了３ｄ３组态在ＭｇＴｉＯ３：Ｃｒ３＋晶体中的零场分裂参量Ｄ．结果表明：Ｃｒ３＋（１）占位可以解释为Ｃｒ３＋Ｍｇ－Ｔｉ４＋Ｔｉ，同时Ｃｒ３＋沿着Ｃ３轴远离向八面体中心移动０．０５±０．０１；Ｃｒ３＋（２）占位为Ｃｒ３＋Ｍｇ－Ｍｇ２＋Ｔｉ，Ｃｒ３＋向八面体中心移动０．０９±０．０１，这与前人用微扰公式得到的结果一致．本文同时还指出Ｃｒ３＋（１）占位的另一种解释，即Ｍｇ２＋Ｍｇ－Ｃｒ３＋Ｔｉ，向八面体中心移动０．０７５±０．０１     

Eu~(3+)∶Y_2SiO_5晶体的格位选择光谱研究

在室温和液氨温度下, 测量并研究了 Ｅｕ３＋ ∶ Ｙ２ Ｓｉ Ｏ５ 晶体的透射光谱, 荧光光谱, 激发光谱和格位选择荧光光谱． 实验结果表明, 在该晶体中 Ｅｕ３＋ 替换 Ｙ３＋ 离子, 占据 ２ 个不等价的 Ｃ１ 光学格位, 这 ２ 个格位的５ Ｄ０ ７ Ｆ０ 能级跃迁谱线相隔大约只有 ０．２ ｎｍ ．并用 Ｘ 射线对晶体的晶格常数 ａ,ｂ,ｃ 和晶面角度 β进行了测量,测量结果显示掺杂后的晶格常数和未掺杂 Ｙ２ Ｓｉ Ｏ５ 的晶格常数基本一致．     

Zn_2SiO_4∶Mn~(2+)电子结构及光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函(DFT)理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法,对Zn2SiO4∶Mn2+的电子结构(能结构、态密度)和光学性质进行了理论计算。计算结果表明,Zn2SiO4∶Mn2+是一种间接带隙半导体,禁带宽度为2.934 eV;其能态密度主要由Zn-3d,O-2p和Si-3p决定;静态介电函数ε1(0)=2.82;折射率n0=1.75;吸收系数最大峰值为7.37×104cm-1;利用计算的能带结构和态密度分析了Zn2SiO4∶Mn2+材料的介电函数、反射谱、复折射率以及消光系数等光学性质,为Zn2SiO4∶Mn2+发光材料的设计与应用提供了理论依据。     

MnO_4~-和Mn~(2+)反应产物的探讨

高锰酸根离子MnO_4~-和二价锰离子Mn~(2+)之间的氧化还原反应是一个常见的化学反应,在通常条件下的水溶液中,反应产物是二氧化锰MnO_2。然而,当制备方法和反应条件改变时,反应产物还是MnO_2吗?把这一问题引入无机合成化学教学中,要求学生课前查阅文献并在课堂上交流。通过讨论,学生对该反应有了新的认识,体会到制备方法和反应条件对制备产物的重要影响。反应产物可以是不同结构和形貌的MnO_2,还可能是四氧化三锰Mn_3O_4或碱式氧化锰MnOOH。     

两亲配体包覆法制备水溶性Mn~(2+)掺杂NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米粒子

采用水热法,以稀土硝酸盐为原材料合成了油酸(OA)包覆的Mn~(2+)掺杂Na YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)(Mn~(2+)dopedNa YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+))纳米粒子(UCNPs),然后将氨基修饰的聚乙二醇与聚马来酸酐十八烯反应生成的两亲性聚合物m PEG-PMAO作为亲水性配体,通过两亲配体包覆法制备具有水溶性的Mn~(2+)掺杂Na YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米粒子.随后采用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)及热重分析仪(TGA)对合成的样品进行了表征.结果表明,m PEG-PMAO聚合物包覆的Mn~(2+)掺杂Na YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米粒子具有较好的水分散性,且粒子的平均粒径约为17.25 nm.