过渡金属敏化稀土化合物近红外发光性能研究进展

稀土元素由于具有特殊的电子构型而使得稀土原子或离子的化合物(配合物)有很多独特的物理和化学性质,尤其是稀土化合物的发光性能,但由于跃迁选择定则,稀土化合物的发光性能比较弱,需要用过渡金属离子对稀土化合物进行敏化,以增强其发光性能。在这个过程中,过渡金属离子的最低激发态不直接参与发光的辐射跃迁,却可以改善稀土化合物的发光性能。围绕过渡金属敏化稀土化合物发光的研究方法、研究成果以及其发展前景进行了综述。     

稀土Ho3＋/Yb3＋共掺SrBi4Ti4O15高温铁电陶瓷的上转换发光及其温度传感特性

Sr Bi4Ti4O15是一种具有高居里温度（Tc）、高机械品质因数和大电阻率的铋层状结构铁电、压电多功能材料,通过掺入稀土离子的手段,可使其具有上转换发光的特性,并且可以在一定程度上改善其电学性能.在本文中,同时将Ho3＋和Yb3＋对A位的Bi进行取代,其中Ho3＋的取代量为0.06 mol-1,Yb3＋的取代范围为0≤x≤0.3,采用传统的固相烧结法制备了Sr Bi3.94-xHo0.06YbxTi4O15陶瓷.主要通过控制Ho3＋离子的量不变,调节Yb3＋离子的浓度来研究不同稀土离子掺杂量对Sr Bi4Ti4O15陶瓷的形貌、上转换发光特性、以及介电性能的影响.在使用980 nm的红外激光器对Sr Bi3.94-xHo0.06YbxTi4O15陶瓷进行激发下,从上转换发光图谱中可以观察到三个峰,分别为峰位在547 nm附近较强的绿色发光、659附近以及759 nm处的较弱的红色发光.同时可以看到,随着Yb3＋浓度的增加,绿色上转换发光的强度表现出先增强,后减弱的规律,且当Yb3＋取代量为x=0.15时,绿色上转换发光强度达到最大值.通过研究上转换发光强度与激发光功率的关系得到,绿色和红色上转换发光均为双光子吸收过程.在研究Sr Bi3.79Ho0.06Yb0.15Ti4O15样品上转换发光与温度的关系时,可以观测到随着温度的增加,547 nm处的绿色上转换发光和659 nm处的红色上转换发光的强度均随之减弱,且I659 nm与I547 nm的荧光强度比与温度存在线性关系,利用这种温度与上转换发光强度的关系,可将Sr Bi3.94-xHo0.06YbxTi4O15陶瓷应用于光学温度传感器.     

介孔材料MCM-41和半导体的组装与表征

在室温下制备介孔材料MCM-41, 将稀土离子铕和半导体材料CdS组装到MCM-41孔道中, 制得CdS/Eu-MCM-41复合介孔材料. 采用X射线衍射、 红外光谱、 N₂吸附脱附、 紫外-可见漫反射和激发与发射光谱等技术对样品的结构性能进行表征. 结果表明, 复合材料CdS/Eu-MCM-41仍保持MCM-41的六方有序结构, 并证明Eu³⁺和CdS组装到介孔孔道中. 荧光光谱显示复合介孔材料发出荧光, 并且在组装体中CdS的吸收边发生明显蓝移.     

CaS:Bi~(3+),Eu~(2+)磷光全的微波快速合成及其荧光特性

在微波场作用下 ,首次快速合成了CaS :Bi3 + Eu2 + 红色磷光体 系统考察了Bi3 + 、Eu2 + 双掺时各种掺杂浓度对磷光体的晶粒尺寸、形貌及发光性质的影响 ,发现Bi3 + 与Eu2 + 离子之间存在着能量传递作用 ,Bi3 + 对CaS :Eu2 + 发光有显然的敏化和增强作用     

ZnO纳米杆的生长和发光特性研究

用简单的真空热蒸发纯Zn粉工艺,在顺逆气流不同的情况下,直接在硅片上生长出比较定向的单晶ZnO纳米杆阵列.用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、选区电子衍射(SAED)、高分辨透射电镜(HRTEM)和室温光致发光谱(PL),研究了ZnO样品的结构、形貌和光学性质.结果表明:ZnO纳米杆为具有六方纤锌矿的单晶结构,纳米杆沿着[0001]的方向生长,顺气流时顶部为完整六边形,逆气流时顶部为六棱锥.这种顶部形貌的不同,是由于顺逆气流对应不同的锌蒸汽压而引起的.光致发光谱表明制备的ZnO纳米杆具有较好的绿光光学性能.     

填隙氧离子对钨酸铅晶体光学性质的影响及绿光起源的研究

应用GULP软件按照能量最低原理确定了钨酸铅(PWO)晶体中填隙氧离子的位置,再用CASTEP软件计算了完整PWO晶体和含有填隙氧离子的PWO晶体的总态密度、分态密度和吸收光谱.计算结果表明,填隙氧离子的存在不会造成PWO晶体可见光区的显著吸收;PWO晶体中的绿光中心可能起源于WO4 Oi.     

名义上无序的GaInP合金的发光瞬态过程研究

报道了名义上无序GaxIn1-xP(x=0.52）合金的发光瞬态过程，对样品在77K和300K下不同激发强度的时间衰退过程和时间分辨光谱的分析表明，这块名义上无序的合金也存在很微弱的有序度。在77K的高激发强度下，衰退过程符合单指数衰退规律，在低激发强度下，符合双指数衰退规律；而在300K下，衰退过程都符合双指数衰退规律。在77K下的时间分辨光谱里观察到了PL谱峰的蓝移现象和载流子的转移过程。     

微波场影响生物体超弱发光的研究

根据F.A.Popp相干理论及有关实验，生物光子的延迟辐射强度时间服从双曲函数分布，通过对蒜瓣在微波作用下超弱发光的研究表明，并非所有生物体的发光曲线都呈双曲衰减，有些生物体的超弱发光呈振荡趋势。考虑到声子和光子的相互作用，并通过实验和计算机模拟验证这一结果。     

碱土金属卤磷酸盐光激励发光材料的研制

本文测定了在X射线辐照下碱土金属卤磷酸盐的光激励谱和光激励发射光谱。研究了助熔剂含量及改变碱土金属卤磷酸盐基质组成对样品的光激励发光强度的影响。找出了Eu~(2+)的最佳含量。确定了碱土金属卤磷酸盐中以Sr_3Ca_2(PO_4)_3Cl:Eu_(0.04)~(2+)的光激励发光最强。