980 nm激光激发下Yb/Er共掺杂氟化物纳米晶下转换发射特性

用高温热分解法制备摩尔分数为18%的Yb和摩尔分数为2%的Er共掺杂α-NaYF₄, α-NaLuF₄,β-NaYF₄,β-NaLuF₄和LiYF₄氟化物纳米晶, 并用X射线衍射(XRD)、 透射电子显微镜（TEM）和光致发光光谱表征样品的晶体结构、 形貌和发光性能. 结果表明: 所制备的样品均为纯相; 不同的氟化物纳米晶样品尺寸均匀, 粒径为10~15 nm; 在980 nm近红外激光激发下,所制备的氟化物纳米晶在1 550 nm附近均有下转换发射, 其中β-NaLuF₄∶Yb,Er纳米晶在1 550 nm处的发射最强.     

Ho~(3+)-Yb~(3+)共掺杂La_2O_3上转换发光性质的研究

通过高温固相法合成了Ho~(3+)-Yb~(3+)共掺杂La_2O_3上转换荧光粉.在980、1 064以及800 nm 3种不同波长的激光激发下,样品产生了明显的上转换荧光.利用980 nm的激光作为激发源,在Ho~(3+)掺杂量为0.5%的条件下,研究了Yb~(3+)掺杂量的变化对样品上转换荧光强度的影响.研究结果表明:Yb~(3+)掺杂浓度为10%样品产生的上转换荧光最强,相比未掺Yb~(3+)的样品,绿光强度提高了65倍,对样品的上转换发光机理进行了详细的研究.     

稀土掺杂CaYF2纳米材料的合成及其光学性质研究

采用热分解法合成了一系列Ca/RE(mol)比例及掺杂浓度不同的CaYF2:RE(RE=Yb3+,Er3+)上转换纳米发光材料,在980nm红外激光照射下,肉眼可观察到明亮的黄、绿色上转换发光.通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱仪对样品进行表征.结果表明,Ca/RE(mol)比例为3,Yb3+和Er3+掺杂浓度分别为20%、2%(mol)时得到发光性能较好的立方相CaYF2:Yb,Er上转换纳米材料.980nm红外光激发下,Yb3+和Er3+共掺的CaYF2:Yb,Er发出分别来自于Er3+的2 H9/2→4I15/2跃迁的蓝光、2 H11/2,4S3/2→4I15/2跃迁的绿光和4F9/2→4I15/2跃迁的红光发射,且Er3+的红、绿光发射均为双光子过程,蓝色发光为三光子过程.     

一种有效的上转换荧光粉Y3O4Br∶Er3+

采用高温固相法合成了纯相的Y3O4Br∶Er3+(n(Y3+)∶n(Er3+)=1%,下同)上转换荧光粉,并用X射线衍射对其结构进行了表征.研究了在514.5 nm激光激发下Y3O4Br∶Er3+的斯托克斯发射光谱及980,785 nm激光激发下Y3O4Br∶Er3+上转换发射光谱.通过上转换发光强度对泵浦激光功率的依赖关系研究了上转换发光机制,证明了样品的绿光和红光上转换发射均是双光子过程.值得关注的是,Y3O4Br∶Er3+样品在泵浦密度约为0.33 mW/mm2(980 nm)激光的激发下,可以观察到很强的绿光发射,这表明Y3O4Br∶Er3+荧光粉是一种有效的上转换荧光粉.     

退火处理对ZnO晶体材料光学性能的影响

采用热液法制备ZnO晶体材料,分别在空气、N2和水蒸气条件下进行退火处理。采用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)和荧光分光光度计(PL)考察不同退火处理对ZnO结构和光学性能的影响。结果表明:热液法制备的ZnO呈六角相棒状形貌,棒直径约为2μm,长度约为10μm。经3种退火方法处理的样品的形貌和尺寸没有明显变化,取向性和结晶度都有所改善,透光率升高,光致发光近带边发射峰强度增大。相比ZnO体材料的紫外吸收(380 nm),处理后样品出现了轻微蓝移现象。初步探讨了不同退火处理方法改善ZnO晶体材料光学性能的机制。     

二氧化钛纳米管的制备及其特性研究

以金属钛板作为阳极材料,采用阳极氧化方法制备了二氧化钛(Ti O2)纳米管,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜等测试,研究了制备工艺条件和超声波源对样品性能的影响.结果表明:纳米管的形貎和结晶性能与工艺参数和超声波源密切相关,退火处理能使样品由不定形相转成由锐钛矿相和金红石相组成的混合相,其生长速度、管径和管壁厚度明显受到阳极氧化时平均电流密度的影响.氧化电压为60 V时所制备Ti O2纳米管样品的管径为90 nm、管壁厚度为21 nm、长度为8μm.     

一种有效的上转换荧光粉Y3O4Br:E3+

采用高温固相法合成了纯相的Y3O4Br:Er3+(n(Y3+):n(Er3+) ＝1％,下同）上转换荧光粉,并用X射线衍射对其结构进行了表征.研究了在514.5nm激光激发下Y3O4Br:Er3+的斯托克斯发射光谱及980,785nm激光激发下Y3O4Br:Er3+上转换发射光谱.通过上转换发光强度对泵浦激光功率的依赖关系研究了上转换发光机制,证明了样品的绿光和红光上转换发射均是双光子过程.值得关注的是,Y3O4Br:Er3+样品在泵浦密度约为0.33mW/mm2(980nm)激光的激发下,可以观察到很强的绿光发射,这表明Y3O4Br:Er3+荧光粉是一种有效的上转换荧光粉.     

La2O3:(Yb3+,Er3+)纳米材料和体相材料上转换发光性质的研究

分别用燃烧法和固相法制备了La2O3:(Yb3,Er3)纳米材料和体相材料,研究了它们的上转换发光性质.在980 nm LD的激发下,体相材料以550 nm左右的绿色上转换发射为主,而纳米材料以红色上转换为主.在相同的测量条件下,La2O3:(Yb3,Er3)纳米材料的上转换发光效率低于相应的体相材料,这是由于纳米材料...     

Cu_2ZnSnS_4粉体材料的制备及其性能研究

采用固相反应法制备了Cu2ZnSnS4(CZTS)粉体材料,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品的形貌和晶体结构进行了表征,采用紫外-可见-近红外分光光度计对样品的光学性能进行了测试,研究了热处理温度对CZTS样品的晶体结构、光吸收系数和禁带宽度等性能的影响关系.研究结果表明:使用固相反应法在热处理温度高于500℃时,得到的CZTS粉体材料结构为典型的锌黄锡矿晶体结构,其禁带宽度为1.45eV,SEM照片显示样品粒径为50μm的粉体.该材料可以用来压制CZTS靶材,可以用在CZTS薄膜材料的制备领域.     

CuS纳米微球的合成及其光吸收性能研究

纳米材料CuS由于具有优异的光吸收性能可应用于太阳能高效吸收和利用中,能通过简单的水热反应制备出一系列纳米级的CuS微球。利用XRD、SEM、XPS和BET等手段对所制备CuS样品的晶体结构、微观形貌、表面化学态和比表面积等进行了表征,利用UV/Vis/NIR分光光度计对材料的光吸收性能进行了测试。研究结果表明制备CuS材料的晶体结构均为六方晶系,样品形貌为球形结构。当反应温度为140℃条件下,在添加和不添加PVP时得到纳米材料表面的化学价态均为Cu~(2+)和S~(2-);当反应温度为160℃时,其比表面积分别为34.93、20.90 m~2/g。UV/Vis/NIR光谱测试结果表明所制备CuS样品在可见光区和近红外光区均表现出较强的光吸收性能,且随着反应温度升高,其吸收率呈显著增强趋势。     

上转换材料NaYF4：Er^3＋，Yb^3＋纳米晶的制备

采用溶胶-凝胶法合成NaYF4 ∶ Er3 ,Yb3 纳米晶. 在980 nm红外激光照射下, 肉眼可观察到明亮的上转换发光;X射线粉末衍射(XRD)结果表明, 该纳米晶属于立方晶体结构;透射电镜(TEM)照片显示, 晶粒为圆球形, 分散性好, 平均尺寸为70 nm, 符合生物标记过程中对材料的要求. 用荧光光谱仪记录了该上转换光谱, 并对发光机理进行了探讨.     

荧光粉Zn_3Ga_2(Ge/Si)_2O_(10)∶Cr~(3+)的制备与发光性能研究

采用高温固相法制备了新型近红外长余辉荧光粉Zn3Ga2(Ge/Si)2O10∶2.5%Cr3+.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱(PL)和余辉测试等手段对所制备的样品进行结构表征和发光性能的分析。研究结果表明Zn3Ga2Ge2O10∶Cr3+和Zn3Ga2Si2O10∶Cr3+荧光粉性能差别很大。样品的激发和发射光谱均为宽带谱,且发射光谱(Cr3+的4T2→4A2跃迁引起的650 nm到800 nm宽带谱)的最大峰值位于698 nm左右,属于Cr3+的2E→4A2跃迁,为近红外发射。样品在380 nm到650 nm之间呈现出两个宽吸收带,属于Cr3+离子4T2→4A1和4T2→4A2能级跃迁。样品在用中心波长为365 nm的紫外灯激发之后,呈现出了长达30多小时的余辉衰减特性。     

Fe2O3-TiO2纳米复合颗粒的激光控制合成研究

以微米级的5%Fe2O3粉末和95%TiO2粉末(以质量分数计)形成混合靶材,利用脉冲激光气相蒸发-液相收集控制合成新方法制备Fe2O3-TiO2复合纳米颗粒.采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱、UV光谱检测等测试技术,对实验制备的样品的形貌、组织结构、光吸收性能及合成机理等进行了系统研究.结果表明:用气相蒸发-液相收集激光法制备的Fe2O3-TiO2纳米颗粒外观呈球形,平均粒径约为40nm,颗粒呈链状连接趋势;Fe2O3的复合改善了TiO2纳米颗粒的磁性.对样品在800~200nm区间进行光谱分析,发现Fe2O3复合TiO2后,样品光谱发生红移,改善了TiO2纳米颗粒的光催化性能.     

NaYF_4∶Yb,Tm上转换材料1550nm波长激发下光谱性能研究

稀土离子的上转换发光是指将两个或多个低能量光子转换成一个高能量光子的非线性光学现象,从而将光谱低能区的红外光转化为可被利用的光谱高能区的光。本文研究具有上转换特性的NaYF_4:Yb,Tm材料,采用水热法制备不同浓度配比Yb,Tm共掺的粉体,通过XRD、SEM测试分析,产物均为纯β-NaYF_4相,且晶粒形貌完整、尺寸均匀、分散性良好。在1 550 nm激发光源的激发下,所研究样品可以检测到多个上转换发光峰,并且当Tm~(3+)离子引入浓度为3%时,样品的各个发光峰强度达到最大。本项工作对进一步研究和提升NaYF_4∶Yb,Tm粉体性能具有指导意义。     

水解温度对BiOCl光催化性能的影响规律研究

采用水解法,以氯化钠、五水合硝酸铋为原料,成功制备了不同水解温度下的BiOCl.采用X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PL)、固体漫反射光谱(DRS)等测试方法表征了材料的物相结构和光学性能.系统研究了水解温度对样品相组成、光学性能和光催化性能的影响.以罗丹明B(RhB)为目标降解物,进一步研究了样品的光催化性能.实验结果表明溶液温度为50℃时,得到的BiOCl样品,其发光强度最低、吸附和降解能力最好,这是因为该温度下合成的BiOCl禁带宽度最小,载流子分离效率最高,有效降低了电子和空穴的复合,从而显著提高材料的光催化性能.     

燃烧法合成xSrO.yAl2O3:Eu2+,Dy3+发光材料及其表征

用燃烧法成功制备了SrAl2O4Eu2+,Dy3+发光材料,样品无需球磨.用x射线粉末衍射和SEM表征材料的相组成、晶体结构和形貌;用激发和发光光谱和紫外-可见光谱表征材料的光学性质.结果表明当锶铝摩尔比Sr/A1=12时,发光基质主相为SrAl2O4,杂质相为Sr3Al206;随着Sr/Al比值减少,发光主相由SrAl204转为Sr7Al12O25,且发光强度增强,说明Sr7Al12O25发光强度大于SrAl204发光强度,Sr3Al206对发光性能有较大的负面影响.这种磷光体的主发射峰是位于570nm附近的带状谱.     

太阳光响应的CdS/TiO_2-NTAs复合材料的构筑及其光电性能

采用阳极氧化法在纯钛片上制备出TiO_2-纳米管阵列(NTAs),用乙二醇溶剂热沉积法在TiO_2-NTAs上负载CdS纳米颗粒.利用XRD、SEM、TEM和UV-Vis漫反射光谱对样品的晶体结构、微观形貌和光学性质进行表征.在不同波长条件下,研究了焙烧温度和CdS负载量对样品的光电流密度影响.结果表明,CdS纳米颗粒已沉积到TiO_2-NTAs内外,所制备的CdS/TiO_2-NTAs样品光吸收带边扩展到了可见光区.在全光谱和可见光谱条件下,CdS的修饰大幅度提高了TiO_2-NTAs光电流密度.当Cd2+浓度为0.005mol/L时,在全光谱照射条件下获得的CdS/TiO_2-NTAs样品光电流密度最大为1.41m A/cm2.     

白光发射稀土掺杂SrF2上转换荧光粉的研究

通过高温固相法合成了Sr_(0.89)Yb_(0.1)Er_(0.01)F_2和Sr_(0.8495)Yb_(0.15)Tm_(0.005)F_2高亮度上转换荧光粉.在980 nm激光激发下,Sr_(0.89)Yb_(0.1)Er_(0.01)F)2样品发出红色和绿色光(黄绿光),Sr0.8495Yb0.15Tm0.005F2样品发出蓝色光.二者发射的荧光强度均高于商用上转换荧光粉.将以上两种上转换荧光粉按一定比例混合后可以得到不同色温的白光发射荧光材料.该系列材料在防伪、三维显示及白光照明等领域具有潜在应用价值.     

La掺杂YB_6的电子结构与光学性能的第一性原理

为了探究掺杂对材料光学性能的影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理的平面波赝势方法研究313 K时YB_6、La_(0.125)Y_(0.875)B_6、La_(0.250)Y_(0.750)B_6的电子结构、能带结构和光学性能。结果表明,La替换Y原子掺杂YB_6使总态密度和能带结构能量下降;随着YB_6中La掺杂量增加至25%时,材料会明显降低对近红外线的反射率和吸收系数,反而增加透过性。     

Er3+掺杂0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3压电陶瓷的性能研究

采用传统固相烧结方法制备了Er~(3+)掺杂0.5Ba(Ti_(0.8)Zr_(0.2))O_3-0.5(Ba_(0.7)Ca_(0.3))TiO_3无铅压电陶瓷.考察了不同浓度Er~(3+)离子掺杂对其晶体结构和上转化发光性能的影响.XRD实验结果表明制备出的陶瓷样品均为纯的钙钛矿结构,且形成三方相和四方相的准同型相界.在980 nm波长激发下,陶瓷显现出明显的上转化发光性能,有3个明显的Er~(3+)特征峰,分别位于528,550 nm处绿光发射和661 nm处红光发射;当Er~(3+)掺杂量x=0.015 mol时,上转换发光性能达到最佳.该材料属于一种光-电多功能材料,即既具有上转换发光性能又具有铁电/压电性能.稀土掺杂0.5Ba(Ti_(0.8)Zr_(0.2))O_3-0.5(Ba_(0.7)Ca_(0.3))TiO_3固溶体的发光性能可以通过电场来调控.