SrB6O10中铕和铽的发光

大部分稀土离子都有变价行为,稀土的功能特性与其价态密切相关。铕和铽都有变价行为,Eu~(3+)和Tb~(3+)为电子组态共轭的一对稀土离子,是发光材料的重要激活离子。本文首次在空气中合成了SrB_6O_(10):xEu,yTb荧光粉,研究了它们的光谱特征,发现该体系中Eu~(3+),Tb~(3+)和Eu~(2+)离子共存,并随其掺入Tb~(3+)离子浓度的增加,Eu~(2+)的荧光相对发射强度增强。我们用已提出的关于稀土离子对之间电子组态共轭性与价态变化相关性的结论对此现象进行了解释。这一现象的发现有助于了解固相反应中共轭稀土离子对间的电子转移过程,为新型异常价态稀土化合物的预测与合成,为新材料的设计与制备提供了重要依据。     

MF_2:Eu,Ce(M=Ca,Sr,Ba)中稀土离子的价态变化

我们已经实验证明并报道了Eu-Tb之间、Ce-Yb之间的电荷转移.本文首次实验证实了Ce~(3+)离子和Eu~(3+)离子之间电荷转移现象的存在,进一步阐述了稀土价态与其电子组态共轭特征的相关性.1 实验部分1.1 试剂CaF_2,SrF_2,BaF_2,NH_4HF_2、氢氟酸、盐酸均为分析纯,EuF_3和CeF_3分别由高纯Eu_2O_3(99.95%)及CeO_2(99.99%)自制.1.2 MF_2:Eu,Ce体系的合成按化学计量比(MF_2:X%CeF_2,y%EuF_3;X=1,y=0,0.1,0.3,0.5,1;X=0,0.05,0.1,0.3,0.5,y=1)准确称取原料,放人玛瑙研钵中充分研混后装入刚玉柑涡中,置于管状炉内(用氢气     

低价稀土碘化物的研究

人们对三价稀土离子的性质已有了许多规律性的认识。但稀土元素除三价离子外,它们还具有4,2,1价态,原子簇及混合价态化合物。研究非正常价态稀土化合物的合成、结构、性质将会大大丰富稀土化学及开发稀土在光、电、磁等方面的应用,具有重要的理论与实际意义。60年代Corbett总结了二元低价稀土碘化物的性质、结构,它们为类盐型化合物和金属型化合物,其电子结构特征分别为RE~(2+)(I~-)_2,RE~(3+)(I~-)_2·e。后者具有纯金属的导电性。三元低价     

稀土离子和钙调蛋白重组的紫外差光谱及电泳研究

对稀土的生物学效应研究表明,稀土元素能促进农作物的生长,增加产量;稀土在一定的浓度下对动物组织具有一定的毒性.目前对稀土在生物体中的作用机理还不很清楚,许多学者认为,稀土离子(Ln~(3+)在生物体内与拮抗Ca~(2+)有关.钙调蛋白(CaM)是一种动植物中普遍存在的非常重要的钙离子受体,它能调节多种酶的活性(如,环核苷酸磷酸二酯酶(PDE)、Ca~(2+)-Mg~(2+)-ATPase、等).这预示着 Ln~(3+)与CaM之间存在着一定的关系.CaM不含色氨酸,它有5条精细的特征峰结构(253,259,265,269,277nm).紫外光谱滴定实验表明,猪脑CaM的两个Tyr残基位于不同的环境:Tyr-99位于分子表面,Tyr-138埋藏于分子内部.Yazawa等发现Ca~(2+)由于影响了CaM中Tyr-138的环境而诱导了286nm负的差谱.本文利用了紫外差光谱法(测定蛋白质在两种环境下的吸收度差)来研究Ln~(3+)对CaM的构象影响.此外,还采用PAGE活性电泳以及SDS-PAGE方法来研究Ln~(3+)和CaM的重组.结果表明.Ln~(3+)与CaM的结合所引起的构象变化与Ca~(2+)的相类似.Ln~(3+)结合CaM后导致CaM的C末端的两个Tyr残基(Try-99,Tyr-138)环境变得更加亲水,明显显示出286nm和279nm负的差谱.由其离子滴定引起这2个差谱的变化大小推测Ln~(3+)能与脱钙CaM(Apo-CaM)的钙结合位点结合.其第1个Ln~(     

γ-射线辐照对MSO_4:Sm~(3+)发光体的影响

稀土掺杂的碱土金属硫酸盐是一类重要的发光材料.钐掺杂的发光材料可望用作光谱烧孔材料和光存储材料.实验证明,含掺杂离子的晶体被辐照后,容易产生缺陷,形成色心;同时,晶体内掺杂离子又可作为陷阱,俘获由辐照产生的电子或空穴,使掺杂离子的价态发生改变.国内外对铈掺杂的CaF_2晶体发光机理进行了一定研究,但未见对钐掺杂的碱土金     

LnGa_(1-x)Fe_xO_3(Ln=La,Pr,Nd)的磁化率研究

钙钛矿型含镓的稀土复合氧化物的发光及光谱性质已有研究和报道.进一步在稀土镓复合氧化物体系中掺进过渡元素Fe~(3+)离子,用XRD,XPS和IR方法研究了LaGa_(1-x)Fe_xO_3体系中磁性铁离子的自旋态及其对化合物结构,红外光谱等性质的影响.在此基础上,本文首次对LnGa_(1-x)Fe_xO_3(Ln=La,Pr,Nd)体系化合物的磁化率等磁性质进行初步探讨,以揭     

LnGa_(1-x)V_xO_3的结构、价态与磁性

ABO_3型稀土复合氧化物由于其具有特殊的电、磁性质,良好的催化性能及气敏性能,在固体物理及固体化学领域中受到人们的重视,ABO_3型稀土镓酸盐体系便是其中之一,它在发光等方面有自己的特点.钒是有广阔应用前景的过渡元素之一,作为取代离子形成LnGa_(1-x)V_xO_3化合物尚未见报道.因此本文着重对这类化合物中钒离子的价态及钒取代镓对化合物结构,磁性的影响进行探讨,从而进一步了解稀土元素的近邻环境与化合物性质之间的相关规律.     

复合氟化物中Ce~(3+)对Eu~(2+)的能量传递研究

Eu~(2 )和Ce~(3 )是重要的变价稀土离子.Eu~(2 )可产生d—f和f—f两种不同的跃迁发射.利用Eu~(2 )d—f和f—f跃迁的特点,使Eu~(2 )能够成为紫外及可见区可调谐激光材料和荧光材料的优良激活离子的候选者.Ce~(3 )不同于其他稀土离子,一般表现为d—f跃迁.由于Eu~(2 )和Ce~(3 )电子跃迁的特点,它们既可作为优良的激活剂,又可作为对其他离子发光增强的有效敏化剂.我们系统地研究了Eu~(2 )和Ce~(3 )在复合氟化物中的光谱性质及其变化规律,并首次实现了复合氟化物中CEu~(3 )对Eu~(2 )的能量传递.本文提出Ce~(3 )对Eu~(2 )能量传递模型,计算能量传递几率和临界传递距离,阐述Ce~(3 )对Eu~(2 )能量传递的一般结论.     

碱土金属复合氟化物体系中钐离子的价态及光谱

一定条件下钐离子、铕离子、镱离子等都具有明显的变价特性。钐离子通常以+3价形式存在,Sm~(3+)电子构型为[Xe]4f~5,基态光谱项为~6H_(5/2),4f能级最低激发态为~4G_(5/2)。Sm~(2+)在溶液中很不稳定,极易被氧化,但在某些固态化合物中Sm~(2+)能够比较稳定存在。通过适当的还原方法可以制得+2价钐的化合物。Sm~(2+)电子构型为[Xe]4f~6,基态光谱项为~7F_0,4f能级最低激发态光谱项为~5D_0。通常~5D_0能级位置较其4f~5d激发态能级下限位置低,因此室温     

亚稳相稀土镍基氧化物电子相变材料

稀土镍基氧化物(ReNiO₃)具有丰富的电子结构,在特征温度、特征压力、极化电场、化学或电化学氢化触发下可发生多重电子相变并引起材料物理性能的突变,该特性为设计制作新型强关联电子器件提供了宽广的探索空间.基于Ni³⁺轨道价键歧化与反歧化所引起的金属绝缘体相转变特性, ReNiO₃特征触发温度(TMIT)可通过稀土元素组分实现在100～600 K宽广温区范围的连续调控,在突变式热敏电阻、红外伪装等方面具有潜在应用价值.此外,通过化学、电化学氢化触发ReNiO₃电子结构在基于Ni³⁺的电子迅游态、Ni²⁺的电子局域态、Ni¹⁺的超导相间的氢致电子相变自2014年以来被相继报道,并开启了对ReNiO₃应用于仿生电场传感器、面向人工智能的神经元逻辑器件、生物质传感等方面的全新探索.然而与传统氧化物材料所不同,除LaNiO₃(无金属绝缘体电子相变特性)以外的ReNiO₃均处于热力...     

SrF_2、CaF_2晶体中Ni离子g值的解释

一、引言 SrF_2和CaF_2是具有相同晶体结构的化合物.其F~(-1)离子形成简立方晶格,二价金属离子占据简立方的体心。不过,其体心被占据和不被占据是彼此相间的。近十年来,关于在SrF_2、CaF_2中渗入稀土金属离子或3d金属离子的研究已成为一个重要课题。而近来,对     

ESR研究ZrO_2纳米晶的点缺陷

电子自旋共振(ESR)是研究晶体中点缺陷和化合物中离子价态的实验方法之一.ESR实验研究发现ZrO_2纳米晶中的点缺陷与材料制备的方法和工艺密切相关.通常情况下ZrO_2多晶和微晶是白色的,Zr~(4+)和O~(2-)都是非磁性离子,自旋量子数s均为零,因而没有ESR信号.但用柠檬酸盐爆炸分解方法制备的纳米晶(粒径为9.2nm)是深灰色的,并测到了色心的ESR信号,这是由于爆炸分解法制备的纳米晶是在极短促的瞬间生成的,晶粒中有许多色心点缺     

氧化和还原处理对Fe:LiNbO_3晶体光折变效应的影响

光折变晶体是当前高科技领域,尤其是在国防、航天、通讯等领域中应用广泛的功能材料,可用作全息记录介质、相位共轭反射镜、放大器、光开关等,铌酸锂(LiNbO_3)是其中重要的一类.掺杂可以有效地改善LiNbO_3晶体的光折变性能,如掺镁可提高晶体的抗光损伤能力,掺铁可提高晶体的光折变灵敏度.适当的氧化和还原处理可以改变晶体中掺杂离子的价态和晶体中的缺陷分布,从而影响晶体的光折变性能.我们生长的Fe:LiNbO_3,经过氧化和还原处理后,晶体的光折变性能有较大变化.这里介绍了掺铁铌酸锂的氧化和还原处理工艺条件,研究了处理前后晶体光折变性能的变化,并对这种氧化、还原作用的机理进行了初步探讨.     

稀土复相Sialon中的相组成规律研究

稀土氧化物已被认为是Si,N_4基陶瓷极其有效的烧结助剂,稀土Sialon也成了目前结构陶瓷研究中极为引人注目的材料.在α′-β′复相Sialon中,稀土离子能固溶进入α-Si_3N_4结构,同时起着稳定α′-Sialon的作用.不同离子半径的稀土固溶于α′相的能力有所差异,进而也影响材料的相组成.本文对复相α′-β′-Sialon提出了用扫描电镜背散射电子像,辅助图象处理的方法,测定陶瓷材料的相组成.能同时对α′相,β′相,特别是晶界玻璃相含量进行定量确定.通过分析Sm-Sialon,Gα-Sialon,Dy-Sialon,Y-Sialon和Yb-Sialon的测量结果,     

稀土正铁氧体RFeO_3中的磁化开关效应

磁化开关效应(也称自旋开关效应),是指RFeO_3中稀土离子磁矩或铁离子磁矩在特定的外场和温度下发生180°翻转的现象,且由于材料体系中稀土离子的不同而呈现出多种表现形式。文章对稀土正铁氧体RFeO_3体系中的磁化开关效应进行分类讨论,并详细讨论磁化开关现象发生前后,稀土离子磁矩和铁离子磁矩两种亚晶格的磁构型,以及外磁场对磁化开关效应的调控。     

RE~(3+)对Eu~(3+),Bi~(3+)在Mg_2RE_8(SiO_4)_6O_2基质中发光性能的影响

具有磷灰石结构的化合物很适于用作发光离子的基质,其中Sb~(3+),Mn~(2+)共激活的脑磷酸钙早在1942年就在荧光灯上获得应用。Mg_2RE_8(SiO_4)_6O_2(RE=Y,La,Gd)是一类具有氧磷灰石结构的三元稀土硅酸盐(六方晶系,空间群为P_(63)/m)。在这类结构的化合物中存在两种阳离子格位,即9配位的4f格位(C_3)和7配位的6h格位(C_s)。本工作采用新发展起来的Sol-Gel工艺制备了Mg_2RE_(8-x-y)(SiO_4)_6O_2:Eu_x~(3+),Bi_y~(3+)(x,y≥0)系列发光体,考察了RE~(3+)半径对Eu~(3+),Bi~(3+)发光性能的影响,并对Eu~(3+)在基质中的取代格位进行了研究,得到了一些对发光材料设计有意义的结果。     

硅酸盐矿物中Fe~(2+)离子的同质异能位移与平均原子间距之间的关系

60年代的研究就已表明,同质异能位移主要决定于铁的价态、配位数以及自旋态,后来,李哲和Grave发现,在岛状硅酸盐中,Fe~(2+)离子的同质异能位移与平均原子间距之间存在较好的线性关系,本文在此基础上,进一步研究了包括岛状、链状和层状等在内的硅酸盐中Fe~(2+)离子的同质异能位移与平均原子间距之间的关系,发现在它们之间可以用一线性方程表示,并对它给出了定性的解释.     

CeO2/Si薄膜PL谱的“紫移”

利用双离子束外延技术制备了CeO2/Si薄膜,椭圆偏振仪测得薄膜厚度为100nm,折射系数约为2．455,实验中发现未经退火处理的CeO2室温光致发光（PL）谱存在着“紫移”现象,其移动距离约为65m,利用XRD和XPS对薄膜结构及价态进行分析表明,PL谱的移动与氧化物中Ce离子价态有关,当Ce离子价态发生Ce^4 →Ce^3 变化时,其PL谱峰位要从蓝光区向紫光区移动,出现发光锋“紫移”现象。     

氧对Er离子注入Si发光的影响

硅中掺杂三价稀土离子Er给出1.54μm波段的近红外发光的研究受到人们的重视.这一方面由于这一发射波段恰好落在石英光纤的最低损耗波段;另一方面由于硅器件集成工艺的成熟与完善为光电集成提供了坚实的技术基础.近来人们研究发现,Si中的氧杂质对增强离子注入Er~(3+)的发光有利,同时发现其它一些电负性较大,质量较轻的负离子也会增强Er~(3+)的发光.本文研究了Si中离子注入Er和氧的发光特性,首次报道了氧离子单一注入Si在1.60μm附近存在一宽带发射,并且讨论了Er、氧共注入Si中氧对Er~(3+)发光的影响.     

稀土离子与氨基酸的相互作用

钙(Ⅱ)是生物体内重要的金属离子,它与蛋白质结合主要以静电结合为主,它会与蛋白质中的羧基、羟基、肽键及酚基等发生相互作用。由于在远紫外区才能观察到其电子跃迁这一实验上的困难,使得钙(Ⅱ)-蛋白质结合的直接研究受到了很大的限制。稀土离子与钙(Ⅱ)有极为相近的离子半径,它们的成键性质与钙(Ⅱ)很相似,大都具有闭壳层的电子结构,主要通过静电相互作用与配体结合,且成键强度直接与离子半径有关系。因此研究稀土离子与蛋白质的基本结构单元——氨基酸的相互作用,对于理解生物体系中钙(Ⅱ)的成键性质