Bi_(12)SiO_(20)∶Mn,Cr晶体的杂质诱导光色特性

采用提拉法、电阻炉加热铂坩埚,a 轴取向生长纯的 Bi_(12)SiO_(20)和 Bi_(12)SiO_(20)∶0.05wt·%MnO_2,0.02wt·%Cr_2O_3(BSO∶Mn,Cr)晶体。电子顺磁共振谱指出:光照后激活心电荷态各自为 Mn~(5+)和 Cr~(4+);其 g 因子大小分别为2.0009和1.9616。光照前 BSO∶Mn 在410～750nm 有吸收带,并和吸收边重叠,它相应于 Mn~(5+)离子 ~3A_2→~3T_2,~3T_1跃迁,Mn~(5+)和 Mn~(4+)同时在晶体里存在。光照后,Mn~(5+)离子吸收增加。另外,BSO∶Cr 光色效应可通过 Cr~(5+)→Cr~(4+)电荷传输过程来解释。纯 BSO 晶体粉末有一个 g=2.0109峰宽为75G 的 ESR 带,这带被归为本征捕获空穴心。     

816nm光激发下Sm~(3+)掺杂NaY(WO_4)_2上转换发光性能的研究

通过水热法合成出NaY(WO_4)_2∶Sm~(3+)上转换荧光粉。该荧光粉性质通过扫描电子显微镜、X射线粉末衍射、激发光谱以及发射光谱来表征。探讨了Sm~(3+)浓度及退火温度对NaY(WO_4)_2∶Sm~(3+)晶体结构、形貌和发光性能的影响。在Sm~(3+)浓度为1.2%,800℃退火条件下合成的样品具有最佳发光性能。利用816nm光激发NaY(WO_4)_2∶Sm~(3+),观察到了563nm处绿光,606nm处橙光以及647nm处的红光发射峰。它们分别来自于Sm~(3+)的~4 G_(5/2)→~6 H_(5/2)、~4 G_(5/2)→~6 H_(7/2)、~ G_(5/2)→~6 H_(9/2)能级跃迁。     

Ho3+共掺杂对NaYTiO4:Er3+发光粉上转换发光调控作用研究

采用固相法于1 100℃下成功制备了钙钛矿结构NaYTiO_4∶Er~(3+), Ho~(3+)上转换发光粉。借助980 nm激光器系统研究了发光粉的上转换发光(UCL)特性及掺杂离子对UCL色纯度的调控作用。上转换发光测试结果表明,发光粉的上转换发光由波长位于525～560 nm的绿光和640～680 nm的红光组成,分别源于Er~(3+)的~2H_(11/2)、~4S_(3/2)→~4I_(15/2)跃迁和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁。Ho~(3+)共掺杂会显著改变发光粉UCL的光谱组成。Er~(3+)离子单掺时,上转换发光以绿光为主。随着Ho~(3+)离子的引入,发光粉红光发射占据主导,且红绿光强度分支比(I_R/I_G)随Ho~(3+)浓度的提高由0.97增大到6.30,呈现优异红光色纯度。上述现象可归因于Er~(3+)→Ho~(3+)的能量传递。Ho~(3+)共掺杂引起的~4S_(3/2)(Er~(3+))+~5I_8(Ho~(3+))→~4I_(13/2)(Er~(3+))+~5I_6(Ho~(3+))过程,为Er~(3+)离子绿光的猝灭提供了渠道,随后Er~(3+)的~4I_(13/2)→~4F_(9/2)激发态吸收导致了红光发射的显著增强。     

层层浸渍法制备Eu3+∶KY(WO4)2薄膜及其发光性能研究

采用层层浸渍法制备石英玻璃基铕离子(Eu~(3+))∶钨酸钇钾[KY(WO_4)_2][(Eu~(3+))∶KY(WO_4)_2]薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱仪和原子力显微镜进行表征。结果表明:薄膜由Eu~(3+)∶KY(WO_4)_2单斜晶体组成,薄膜表面粗糙度Ra=22.343nm,在262nm激发光下可发射614nm(Eu~(3+)离子~5D_0→~~7F_2跃迁)的红光,其中262nm处为钨酸根离子中的O→W的电荷转移而产生的光波段,说明WO_4~(2-)子与Eu~(3+)之间存在能量传递,614nm处的荧光寿命是0.98ms。     

Er3+/Yb3+掺杂NaGd(WO4)2粉体的制备与发光性能

采用水热法成功制备了Er~(3+)/Yb~(3+)双掺杂的NaGd(WO_4)_2纳米粉体,研究了不同络合剂、水热温度对样品形貌和结构的影响。测量了不同Er~(3+)掺杂浓度样品的可见上转换和近红外发射光谱。结果表明:在980nm LD激发下,可观测到样品强烈的绿色上转换发光,对应Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)(530nm)和~4S_(3/2)→~4I_(15/2)(552nm)跃迁,以及较弱的红色上转换和近红外发光,分别对应Er~(3+)的~4F_(9/2)→4I15/2(656nm)和~4I_(13/2)→~4I_(15/2)(1 532nm)跃迁。且随着Er~(3+)掺杂浓度的增加,样品的上转换红绿光和1.54μm附近的近红外光均呈现出先增大后减小的趋势。样品的激发和发射光谱显示,在378nm处的激发峰最强,对应Er~(3+)的~4I_(15/2)→~4 G_(11/2)能级跃迁,最强发射峰位于552nm。根据泵浦功率与发光强度的关系可以得出,红光和绿光的发射主要为双光子吸收过程,但红光还包含了一定的单光子吸收成分。     

Er~(3+)掺杂调控NaY(WO_4)_2:Dy~(3+)的上转换发光性能

采用水热法合成出Dy~(3+),Er~(3+)共掺杂NaY(WO_4)_2荧光粉。利用XRD和SEM对样品的晶体结构及形貌进行表征。研究了上转换发光性能和Dy~(3+)的~4F_(9/2)→~6H_(13/2)跃迁的荧光衰减曲线,并讨论了Dy~(3+)→Er~(3+)的能量传递过程。结果表明:所有合成的样品均具有NaY(WO_4)_2四方相结构;加入聚乙二醇(PEG-2000)作为表面活性剂,可得到分散性良好的微米针状球;在780 nm近红外光激发下,观察到了480 nm蓝光、576 nm黄光、531 nm及554 nm绿光发射峰,其中蓝光和黄光分别来自Dy~(3+)的~4F_(9/2)→~6H_(15/2)与~4F_(9/2)→~6H_(13/2)跃迁,绿光发射由Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)和~4S_(3/2)→~4I_(15/2)跃迁产生。通过研究荧光光谱和荧光衰减曲线,证实了Dy~(3+)→Er~(3+)的能量传递过程,且该能量传递的机制为电偶极–电偶极相互作用。通过调节NaY(WO_4)_2:1.0mol%Dy~(3+),xmol%Er~(3+)荧光粉中Er~(3+)的浓度,可实现由准白光到蓝光的转变。     

利用漫反射光谱研究SrAl_2O_4长余辉材料中Dy^(3+)和Eu^(2+)相关陷阱能级北大核心CSCD

在长余辉发光物理机制的研究中,确定发光材料中的缺陷能级是非常重要的。本文通过高温固相法制备了两组SrAl_2O_4∶Dy^(3+)和SrAl_2O_4∶Eu^(2+)样品,并采用漫反射光谱测定了SrAl_2O_4中一系列与Dy^(3+)和Eu^(2+)相关的吸收峰。对于SrAl_2O_4∶Dy^(3+)和SrAl_2O_4∶Eu^(2+),在其吸收谱的较低能量(长波长)和较高能量(短波长)区域内分别存在一组吸收峰。通过这些吸收峰可确定Dy^(3+)和Eu^(2+)掺杂在SrAl_2O_4带隙中引入的陷阱深度。结果表明Dy^(3+)离子能够在SrAl_2O_4中形成浅能级和深能级陷阱,而Eu^(2+)离子仅会形成浅能级陷阱。与文献报道的陷阱相比较,这些陷阱大部分和其它方法测得的数据相一致,小部分则是首次报道,可能是其它方法的测试范围所限而无法测得。我们认为距离导带0.6至1.2eV范围内的Dy^(3+)相关陷阱在SrAl_2O_4∶(Eu^(2+),Dy^(3+))长余辉发光过程中起着关键的作用。     

BGO∶TR(TR=Nd,Er),Cr,Fe晶体的吸收光谱和发光光谱

在化学计量的Bi_2O_3(5N)和 GeO_2(6N)的配料里,加入0.01wt%Nd_2O_3,0.01wt%Er_2O_3,0.02wt%Cr_2O_3或0.02wt%Fe_2O_3,用 Bridgman 方法生长 Bi_4Ge_3O_(12)掺杂晶体。给出 eulytite 的结构投影和 BGO 晶体的点阵常数。掺杂稀土 BGO 晶体的室温吸收光谱由稀土离子所特有的几个吸收带所组成。采用3d~3电子的能量久期方程计算 O_h 场下掺 Cr~(3+)BGO 的库仑相互作用参数和内晶体场参数,其吸收光谱是由基态~4A_2到~2E,~4T_2和~4T_1跃迁的三个带组成。以300nm 激发观察到纯锗酸铋强的宽带发光,其峰值位置在498和550nm。这种发射被认为是 Bi~(3+)的~3P_1→~1S_0跃迁。由于存在大的 Stokes 迁移,Bi~(3+)系统猝灭心受到阻止。另外,由于~3P-~1S 能级差别大,使多声子过程中的非辐射衰减亦受到限制。通过接收498nm 发射波长,测量纯 BGO 室温激发光谱,其峰值位置在250、272和285nm,这和 M.J.Weber 测定的吸收收和反射光谱的结果基本一致。按不同波长范围分别采用光电倍增管和 PbS 接收,测量了 BGO 掺 Nd~(3+)的~4F_(3/2)→~4I_(11/2),~4I_(13/2)跃迁;掺 Er~(3+)的~4I_(13/2)→~4I_(15/2)跃迁的荧光光谱。强的荧光发射以及发射带宽界于 YAG和玻璃之间,表明掺杂稀土的 BGO 晶体是一类有希望的激光材料。     

磁控溅射制备Er~(3+)掺杂Al_2O_3薄膜的上转换发光特性

Al_2O_3作为太阳能电池的钝化层,如果掺入稀土元素Er~(3+)通过吸收红外光并将其上转换为可见光被硅吸收,则可以提高太阳能的利用率。本文采用磁控溅射法制备得到厚度为500 nm左右的不同浓度Er~(3+)掺杂Al_2O_3薄膜。X射线衍射测试表明薄膜由θ-(Al,Er)_2O_3、Al_(10)Er_6O_(24)和ErAlO_3相构成。通过波长980nm的激光器激发产生光频上转换,获得了490 nm的绿光和670nm的红光发光,分别对应于Er~(3+)的~4F_(7/2)→~4I_(15/2)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)的能级跃迁。当Er~(3+)掺杂浓度为0.6%(摩尔比)时,上转换发光强度最强。上转换发光强度受到Al_(10)Er_6O_(24)和ErAlO_3晶体的生成以及Er~(3+)掺杂浓度的影响,并且对红光的影响要大于绿光。Er~(3+)掺杂Al_2O_3薄膜相比粉体材料具有较低的声子态密度,从而抑制了Er~(3+)无辐射跃迁,得到了不同于粉体材料的490nm绿光的发光。     

CuO/Er-Yb-TiO_2的制备及在模拟可见光下催化CO_2合成甲醇

采用溶胶-凝胶法制备了Er~(3+)和Yb~(3+)掺杂的TiO_2纳米颗粒(Er-Yb-TiO_2),并进一步通过浸渍法负载了CuO,得到CuO/Er-Yb-TiO_2用于催化还原CO_2合成甲醇。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光谱仪(UV-vis)、荧光分光光度计(PL)等对样品进行了表征。结果表明,在TiO_2中掺入Er~(3+)和Yb~(3+),在980 nm近红外光的激发下,可分别获得525 nm(~2H_(11/2)→~4I_(15/2))、549 nm(~4S_(3/2)→~4I_(15/2))和661 nm(~4F_(9/2)→~4I_(15/2))的上转换可见光,并抑制了光生电子-空穴对的复合。负载CuO后,增强了TiO_2对可见光的吸收,光生电子-空穴对更加稳定。在300 W氙灯模拟可见光下,分别采用纯TiO_2、CuO/TiO_2、Er-Yb-TiO_2和CuO/Er-Yb-TiO_2催化还原CO_2合成甲醇,反应时间为2 h。结果显示,以纯TiO_2为催化剂,甲醇的产率仅为23.9μmol·g~(-1);Yb~(3+)与Er~(3+)的掺杂量分别为2.5%和1%(均为摩尔分数)的ErYb-TiO_2获得的甲醇产率提高到116.7μmol·g~(-1);CuO/TiO_2和CuO/Er-Yb-TiO_2由于CuO的负载提高了纳米颗粒对可见光的吸收,所得的甲醇产率分别提高到69.1μmol·g~(-1)及281.2μmol·g~(-1)。由此可见,CuO/Er-Yb-TiO_2能高效催化还原CO_2合成甲醇。     

CeO2掺杂TiO2粉体的制备及其性能研究

采用Sol-gel法制备了CeO2不同掺杂比例的TiO2粉体,研究了掺杂比例对样品晶型、光谱吸收曲线及光催化降解亚甲基蓝的影响,结果表明:掺杂CeO2的TiO2样品对光波长的响应阈值为500nm左右;样品在普通日光灯下照射4h,对亚甲基蓝的降解率明显优于Degause P25,其中CeO2掺杂比率为7%(mol)的样品降解率达到了最大.     

SiO2/TiO2催化剂的制备及其光催化性能

利用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙酸和水为原料, 通过溶剂热方法制备得到SiO₂/TiO₂催化剂. 产物经XRD、Raman、TEM、BET、FT-IR和XPS表征, 结果表明: 所制备的SiO₂/TiO₂催化剂为比表面积大、结晶度高的锐钛矿TiO₂, SiO₂与TiO₂之间通过Si-O-Ti键结合. 另外, 以亚甲基蓝降解为探针反应, 考察了SiO₂/TiO₂催化剂在紫外光照射下的光催化性能. 结果表明: SiO₂/TiO₂催化剂具有比纯TiO₂更优越的光催化性能, 65min可以将亚甲基蓝(MB)彻底降解.     

Characterization of Sol-gel-derived TiO2 and TiO2-SiO2 Films for Biomedical Applications

In order to improve the corrosion resistance and biocompatibility of NiTi surgical alloy, TiO2 and TiO2-SiO2 thin films were prepared by sol-gel method. The surface characteristics of the film, which include surface composition, microstructure and surface morphology, were studied by X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM) and X-ray photoelectron spectra (XPS), respectively. A scratching test was used to assess the interface adhesive strength between the film and substrate. The corrosion resistance of NiTi alloy coated with oxide films were studied by anodic polarization curves measurement in biological solution. Additionally, a preliminary study of the in vitro bioactivity of the films was conducted. The results indicated that TiO2 and TiO2-SiO2 (Ti/Si=4:1) films have higher electrochemical corrosion resistance and can be used as protective layers on NiTi alloy. In addition, TiO2-SiO2 composite films have better bioactivity than TiO2 film.     

硬脂酸法制备TiO2-SnO2纳米粉

采用硬脂酸法分别制备了SnO2纳米粉体及TiO2-SnO2混合纳米粉,并应用XRD和TEM等分析方法对所得粉体进行了表征.结果显示,采用硬脂酸法制备了粒径约18nm的SnO2纳米粉体和粒径约5-15nm的TiO2-SnO2纳米粉体.     

GeO2-SiO2平面波导的应用及其发展

综合论述了GeO2-SiO2薄膜平面波导的发展历史和前景以及在集成光学中的应用。对该系统各种制备薄膜的方法及其各自的优缺点进行了阐述。     

晶核剂对Li2 O-Al2 O3-SiO2系统微晶玻璃结构和性能的影响

通过传统熔体冷却法制得了以P2O5和TiO2为晶核剂的Li2O-Al2O3-SiO2系统基础玻璃,并经过热处理制得了微晶玻璃.利用红外光谱分析、X射线衍射分析和扫描电子显微镜等对晶化试样的物相和显微结构进行了研究,着重探索了不同晶核剂对玻璃析晶、微晶玻璃结构、微晶玻璃力学和热学性能的影响.结果表明:TiO2更有利于玻璃析晶,但以P2O5为晶核剂的微晶玻璃具有更好的力学和热学性能.     

片状磁性纳米TiO2/SiO2/NiFe2O4制备及光催化性能

以锐钛矿磁性纳米TiO2/SiO2/NiFe2O4(TSN)为原料,采用水热法制备了片状磁性纳米TSN.利用XRD、TEM等技术对样品进行了表征.水热法处理后核壳结构的TSN部分转变为片状,催化剂磁性增强.以亚甲基兰溶液为模拟水样测试了样品的光催化性能,考察了催化剂加入量、反应时间、pH值等因素的影响.实验表明:片状磁性纳米TSN光催化性能明显优于粒状TSN.片状TSN具有良好的吸附性能,提高了光催化反应的初始速率.用于处理亚甲基兰废水时受pH值的影响较小,1小时的脱色率在90%以上.     

Ba2+离子对Sr2Al2SiO7:Eu2+荧光体微结构及发光性能的影响

采用复合胶体喷雾工艺制备了Ba2 离子掺杂的Sr2-xBaxAl2SiO7:Eu2 (x=0、0.1、0.2、0.4)荧光体.研究了Ba2 离子在基质Sr2Al2SiO7中的取代位置和机理,分析了Ba2 离子取代Sr2 离子对基质微结构及Sr2Al2SiO7:Eu2 荧光体发光性能的影响.XRD结果表明Ba2 离子取代Sr2 格位进入Sr2Al2SiO7晶格,导致晶胞体积增大.进入Sr2Al2SiO7晶格的Ba2 离子由于电负性较大,处在其周围的Eu2 离子外层电子受Ba2 离子影响,电子云膨胀,使发光波长发生红移.同时,掺入Ba2 离子后Sr2-xBaxAl2SiO7晶场强度增强,晶体场对Eu2 离子5d能级的劈裂程度增大,劈裂重心下降.Ba2 离子掺杂的Sr2-xBaxAl2SiO7:Eu2 (x=0、0.1、0.2、0.4)荧光体发射主峰位于520nm,与未掺杂Sr2Al2SiO7:Eu0.022 荧光体的发射峰相比出现红移.     

Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3和Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO系统的亚固相关系

本文给出了 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3和 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统的亚固相图。实验结果表明:在 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统中有一个未知结构的新化合物 CaO·Si_2N_2O,在3CaO·Si_2N_2O 和3CaO·Al_2O_3两化合物之间形成连续立方固溶体。而 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3系统中则没有发现新化合物。在两个系统的富 Si_2N_2O区,过量的 Si_2N_2O 与 La_2O_3和 CaO 分别反应形成 Si_3N_4与 La_(10)[SiO_4]_(?)N_2(H-相)(和 CaSiO_3。所研究的这两个三元系统中,分别形成了如下几个四元相容性区。在 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3系统内有:H-Si_3N_4-La_2O_3·Si_2N_2O-La_2O_3·Al_2O_3;H-Si_3N_4-La_2O_3·Al_2O_3-La_2O_3·11 Al_2O_3;H-Si_3N_4-La_2O_3·11 Al_2O_3-Al_2O_3;H-Si_3N_4-Al_2O_3-O′s.s;H-Si_3N_4-O′s.s-Si_2N_2O在 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统内有:Si_3N_4-CaSiO_3-CaO·Si_2N_2O-3CaO·Al_2O_3;Si_3N_3-CaSiO_3-3CaO·Al_2O_3-2CaO·Al_2O_3·SiO_(?);Si_(?)N_(?)-CaSiO_3-2CaO·Al_2O_3·SiO_2-Al_2O_3;Si_3N_4-CaSiO_3-Al_2O_(?)-O′s.s;Si_3N_4-CaSiO_3-O′s.s-Si_(?)N_(?)O     

MoS_2与TiO_2一维纳米复合材料的制备与表征

本文采用气相还原法制备了MoS2包覆TiO2的一维纳米复合材料,首先用水热法制备TiO2纳米管,并制备前驱体(NH42)MoS4;用浸渍法将(NH4)2MoS4附着于TiO2纳米管表面;然后利用氢气还原前驱体得到MoS2包覆层。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征所得产物的结构及微观形貌。结果表明当还原反应温度较高(≥600℃)时,产物呈烧结状态,而当反应温度为500℃时,可以得到表面均匀包覆MoS2的TiO2纳米管复合材料,其中包覆层MoS2的结晶程度较低。在此基础上,本文提出了该产物的生长模型,并对包覆前后的样品做荧光性能分析。