溶胶-凝胶法制备Gd4Ga2O9: Dy3+白光发射荧光粉及其性能

通过溶胶-凝胶法制备了具有白光发射的Gd₄Ga₂O₉:x%Dy³⁺荧光粉,利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和荧光光谱等对产物的物相结构、形貌、组分和光学性能进行研究,并分析了Dy³⁺掺杂量对样品的影响。XRD结果表明,所制备的样品为Dy³⁺掺杂的Gd₄Ga₂O₉单斜晶体和少量Ga₂O₃杂质相的混合物。紫外-可见漫反射光谱结果表明制备的Dy³⁺掺杂Gd₄Ga₂O₉晶体是一种光学带隙为5.29 eV的直接带隙半导体。荧光检测结果表明Dy³⁺掺杂Gd₄Ga₂O₉荧光粉可被属于Gd³⁺     

Eu2+和Dy3+掺杂浓度对Sr2MgSi2O7材料的荧光和长余辉性能的影响

采用高温固相法制备得到Sr₂MgSi₂O₇: Eu²⁺和Sr₂MgSi₂O₇: Eu²⁺, Dy³⁺发光粉, 并详细研究了Eu²⁺和Dy³⁺的掺杂浓度对Sr₂MgSi₂O₇材料的荧光和长余辉性能的影响。所有样品都在470 nm附近呈现较宽的发光峰, 这可归因于Eu²⁺离子的4f⁶5d→4f⁷电子能级跃迁。当Eu²⁺掺杂浓度超过淬灭浓度, 其浓度淬灭效应导致发光粉的荧光强度下降和余辉时间减短。同时, 发射峰的峰位随Eu²⁺浓度的增加而发生红移, 这主要由于晶体场分裂能和斯托克斯位移变化造成的, 而电子云扩大效应变化所产生的影响相对较弱。Dy³⁺离子会抑制荧光, 但有助于延长余辉时间。当其掺杂浓度超过10mol%时, Eu²⁺\Dy³⁺离子通过隧道复合机制发生浓度淬灭, 从而使材料的长余辉寿命减少。     

MgGa2O4∶Cr3+,Al3+近红外发光长余辉纳米粒子的制备及发光性能研究

利用乙二醇辅助共沉淀法，制备了小尺寸近红外发光Al³⁺共掺杂镓酸镁(MgGa₂O₄)∶0.3%Cr³⁺(MGO∶0.3%Cr³⁺,Al³⁺)长余辉发光纳米粒子(PLNP),考察了Al³⁺掺杂对MGO∶0.3%Cr³⁺晶体结构和光学性质的影响。研究结果表明，Al³⁺掺杂对MGO∶0.3%Cr³⁺的晶体结构无影响，但能提高MGO∶0.3%Cr³⁺的发光强度。当Al³⁺掺杂量为0.4%(摩尔分数)时，MGO∶0.3%Cr³⁺,0.4%Al³⁺(Al³⁺、Cr³⁺相对于Ga³⁺的物质的量比，摩尔分数)PLNP发光强度最强，余辉平均发光寿命从46.98s(MGO∶0.3%Cr³⁺)增大至78.75s(MGO...     

Zn2+掺杂诱导Eu3+激活BiOCl层状半导体的反常发光性能研究

采用固相法在500℃下成功制备Zn²⁺掺杂BiOCl:Eu³⁺层状半导体, 并研究了Zn²⁺ (0~20mol%)掺杂对Eu³⁺激活BiOCl层状半导体发光性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、激发-发射光谱、荧光寿命衰减曲线对样品的结构和性能进行表征。研究发现, 随Zn²⁺掺杂浓度增大, BiOCl晶体结构不变, Eu³⁺荧光寿命延长, 但发光强度却出现先减后增的反常现象。综合分析表明这可能与BiOCl特殊的层状结构有关。通过XRD和XPS的表征可以推断: 当Zn²⁺掺杂浓度≤10mol%, Zn²⁺在BiOCl中掺杂方式以晶胞层间隙掺杂为主; 当Zn²⁺掺杂浓度>10mol%后, 掺杂方式逐渐向取代掺杂转变。两种掺杂机制对Eu³⁺荧光寿命的改变以及形成缺陷对基质能量传递效率的影响可能是形成上述反常现象的主要原因。研究结果有助于认识稀土掺杂层状半导体的发光性能及影响规律, 并对Eu³⁺掺杂BiOCl这类新型发光材料的开发设计具有指导意义。     

Er3+掺杂弛豫铁电材料PMNT的单晶生长与性能表征

按照0.71Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-0.26PbTiO₃-0.03Pb(Er_1/2Nb_1/2)O₃化学式所示组分比例, 采用分步高温固相反应合成出Er³⁺掺杂PMNT多晶, 通过熔体坩埚下降法生长出尺寸φ25 mm×100 mm的Er³⁺掺杂PMNT晶体, Er³⁺离子以三元固溶体组元方式被掺杂进入钙钛矿相铁电体晶格; 测试了Er³⁺掺杂PMNT晶片的介电、压电与铁电性能以及上转换发光性能。结果表明, Er³⁺掺杂PMNT晶体呈现跟三方相纯PMNT晶体相近的介电、压电与铁电性能; 在980 nm激发光作用下, 该掺杂晶体呈现出Er³⁺离子特有的较强上转换荧光发射, 并且极化后掺杂晶体的上转换发光强度得到增强。     

Dy3+/Tm3+掺杂Na2Gd(PO4)(WO4)的制备及发光性能研究

采用二次熔融的高温固相法合成了一系列Dy³⁺/Tm³⁺共掺钠-钆-磷钨酸盐(NGPW)荧光材料，研究了其光致发光特性和热稳定性，以及CIE与激发波长的映射关系。改变激发波长可以让NGPW∶2%Tm³⁺,xDy³⁺(x=1%、2%、3%、4%、5%)荧光粉的颜色从蓝色-冷白色-暖白色-黄色连续变化。在356nm和363nm激发下，可实现白光发射。对共掺杂荧光粉的荧光衰减曲线进行表征，验证了该荧光粉中Dy³⁺和Tm³⁺之间存在能量转移。详细研究了能量传递效率和能量传递机理。NGPW∶2%Tm³⁺,xDy³⁺荧光粉有望成为极具潜力的色彩可调的单组分荧光粉。     

具有持续反应活性的g-C3N4/Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+复合材料的光学-催化行为研究

为促进环境友好型光催化技术的应用推广,通过热解聚合方式将g-C₃N₄负载于多孔Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺蓝色长余辉荧光粉上,制备具有持续反应活性的g-C₃N₄/Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺复合材料。首次采用累积污染物降解效率等一系列指标评价材料在光照及暗态下综合去除污染物效果。通过微观表征手段和NO去除试验研究了单组分复配质量比对复合材料的光学及催化性能的影响。结果表明,g-C₃N₄的复合对Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺的荧光强度和余辉性能产生了不利影响;但光照下,提高的光生载流子分离效率和光吸收...     

Er3+掺杂ZnWO4的合成及光催化活性研究

通过水热法合成了不同浓度Er³⁺掺杂ZnWO₄纳米棒, 并通过XRD、TEM和DRS等对其进行了表征。通过在模拟太阳光照射下光降解RhB的速度来检测ZnWO₄样品的光催化活性, 研究了Er³⁺掺杂浓度对ZnWO₄催化活性的影响。实验结果表明, 当Er³⁺掺杂浓度为2mol%时, 其光催化性能最好, 因为引进Er³⁺后, Er³⁺加快了电荷分离效率。     

Yb^3＋掺杂双包层光子晶体光纤制备研究

本文报道了国内自行研制和制备的以高功率光子晶体光纤激光器为目标的Yb3+掺杂双包层光子晶体光纤.给出了Yb3+掺杂多组分玻璃芯棒和以此为芯的双包层光子晶体光纤的制备流程,工艺和关键技术.对制备的Yb3+掺杂多组分玻璃、双包层光子晶体光纤进行-系列的物理属性、热学和光谱测试,并通过计算分析得到相对优秀的掺杂多组分玻璃配方(Yb3+-(2 mol%)-SiO2(70 mol%)-MgO-CaO-BaO-Li2O-Al2O3(2 mol%)).样品中的Yb3+掺杂双包层光子晶体光纤具有结构规则传光性能良好等优点,为自行开发高功率光子晶体光纤激光器提供材料器件基础.     

Zr4+共掺对Cs2LaLiBr6:Ce晶体的中子/伽马甄别性能的影响

中子探测技术广泛用于国土安全、核材料安全检测以及高能物理等领域,由于3He资源紧缺,近年来急需开发出能够同时甄别中子/伽马的新型闪烁晶体, Cs₂La Li Br₆:Ce(CLLB:Ce)晶体具有良好的中子/伽马甄别能力、优异的能量分辨率以及高的光输出,但其中子/伽马甄别性能有待进一步提高。本研究采用垂直布里奇曼法成功生长了Zr⁴⁺共掺杂的CLLB:Ce晶体。通过不同表征手段研究了Zr⁴⁺共掺杂CLLB:Ce晶体的结构和组分,结果表明Zr⁴⁺成功掺入基质材料且对基质晶体结构不产生明显的影响,Zr⁴⁺共掺杂后没有产生新的发光中心,紫外衰减时间约为27.0 ns,仍具有较快的荧光衰减。Zr⁴⁺共掺杂CLLB:Ce晶体的品质因子(Figure of Merit, FOM)从1.2提高到1.5,表明其中子/伽马甄别能力得到改善。结合热稳定性和闪烁衰减时间,探讨了衰减时间对FOM的影响机制,Zr⁴⁺共掺杂可以抑制浅电子陷阱...     

Effects of Y concentration on luminescence properties of PbWO4 single crystals

The effects of Y³⁺ doping at different concentration on the luminescnece properties of PbWO₄ crystals have been investigated by means of Fourier transform infrared (FT-IR) spectrum, optical transmission, thermoluminescence (TL), X-ray excited luminescence (XEL), photoluminescence (PL) under excitation of UV light and light yield measurements. The series PbWO₄:Y crystal samples were grown by modified Bridgman method and the concentration of Y³⁺ in the melt was in the range of 0–1.0 mol%. The slight blue-shift and evident red-shift of the absorption edge in PbWO₄ crystal were observed at low and heavy doping concentration, respectively. TL peaks in the range of from room temperature to 250 °C disappeared after the doping with Y³⁺. With the increase of doping concentration, the luminescence intensity in the XEL and PL spectra was found to decrease accordingly, especially in the case of heavy doping. The measuring results demonstrate that Y³⁺ doping concentration below 100 ppm in the crystal seems to be the best for optimizing the optical and scintillation properties of the material. The mechanism of Y³⁺ doping concentration influence on luminescence was also discussed in this paper.     

Sol–gel synthesis and luminescence of unexpected microrod crystalline Ca5La5(SiO4)3(PO4)3O2:Dy phosphors employing different silicate sources

Ca₅La₅(SiO₄)₃(PO₄)₃O₂ doped with Dy³⁺ were synthesized by sol–gel technology with hybrid precursor employed four different silicate sources, 3-aminopropyl-trimethoxysilane (APMS), 3-aminopropyl-triethoxysilane (APES), 3-aminopropyl-methyl-diethoxysilane (APMES) and tetraethoxysilane (TEOS), respectively. The SEM diagraphs show that there exist some novel unexpected morphological structures of microrod owing to the crosslinking reagents than TEOS as silicate source for their amphipathy template effect. X-ray pictures confirm that Ca₅La₅(SiO₄)₃(PO₄)₃O₂:Dy³⁺ compound is formed by a pure apatitic phase. The Dy³⁺ ions could emit white light in Ca₅La₅(SiO₄)₃(PO₄)₃O₂ compound, and the ratio of Y/B is 1.1, when the Dy³⁺ doped concentration is 1.0 mol%.     

硅基板上Fe掺杂TiO2氧敏薄膜的制备、结构与性能研究

采用溶胶-凝胶法,以Ti(OC₄H₉)₄为前驱体,用提拉法在硅基板上制备了掺Fe的TiO₂氧敏薄膜,对薄膜物相结构进行了X射线衍射(XRD)测定,利用扫描电镜(SEM)对薄膜微结构进行了观察.结果表明:在硅基板上生长的TiO₂薄膜中锐钛矿相为均匀小晶粒分布结构,金红石相以大尺度团聚结构形貌出现.Fe离子的掺杂对硅基板上制备的TiO₂薄膜中金红石相的形成有很大的影响.Fe的掺入降低了金红石相的形成温度约100℃,Fe掺量在6mol% 时,形成金红石相的量达到最大,即析晶能力最强.薄膜中形成晶相的晶格常数在<6mol%的低Fe范围内,随较小的Fe离子取代较大的Ti离子,锐钛矿相和金红石相的晶格常数都随之减小;在>6mol%的高Fe掺量范围内,随Fe掺量的增加,体系缺陷过量增加,晶格结构畸变严重,伴随着畸变能的释放,金红石相的晶格常数c轴逐渐增长,n轴略有下降(或基本不变). TiO₂氧敏薄膜的氧敏性能受金红石相含量和氧空位浓度控制.当Fe离子掺杂浓度为6mol% 时,金红石相及相应氧空位达到最大值,TiO₂氧敏薄膜的氧敏性能也达到最大值,比刚形成金红石相的薄膜的氧敏性能增加近19倍.     

可见光波段稀土激光晶体的研究进展

可见光激光在数据存储、光通讯、激光显示、激光医疗、激光打印以及科学研究等领域具有非常重要的应用价值。随着蓝光LD泵浦源的商用化, 直接泵浦稀土离子掺杂激光晶体实现可见光激光输出吸引了人们极大的研究兴趣。目前, 可见光稀土离子主要集中在Pr ³⁺、Dy ³⁺、Tb ³⁺和Sm ³⁺等。其中, Pr ³⁺的研究较多, 发光波长涵盖面较广, 发射波段覆盖蓝光、绿光、红光、橙光; Dy ³⁺和Tb ³⁺因为能够发射黄光以填补Pr ³⁺的不足也吸引了广泛的研究; 此外, Sm ³⁺和Eu ³⁺也是典型的可见波段稀土发光离子。本文综述了近几年可见波段稀土离子掺杂激光晶体的研究现状, 主要以Pr ³⁺、Dy ³⁺、Tb ³⁺和Sm ³⁺掺杂YAlO₃ (YAP)、Mg : SrAl₁₂O₁₉ (SRA)等晶体为研究对象, 总结了一套适合Pr ³⁺掺杂材料的判据, 对晶体生长、结构、热学性能、偏振光谱性能和激光性能进行了系统的研究。     

Cr~（3＋）离子掺杂对Al_2O_3粉末结构及发光性能影响

采用球磨法制备了不同浓度Cr_2O_3掺杂的Al_2O_3粉体,并在700℃、1200℃空气中退火2 h。1200℃退火后样品,除掺杂浓度为1.6%的样品中出现少量γ-Al_2O_3相外,其余样品相均为纯α-Al_2O_3。样品晶格常数随着Cr~（3＋）离子浓度的增加而增加。采用波长为579 nm的激发光源对佯品进行荧...     

Zn3-xMnxTeO6的晶体结构与吸收光谱和磁性研究

本工作主要研究Mn ²⁺离子掺杂的类刚玉系氧化物Zn₃TeO₆(0<x≤2.0)的晶体结构与光学性质和磁性的变化。Zn_3-xMn_xTeO₆粉末样品通过固相反应合成。Mn掺杂量的相图表明, x<1.0时保持单斜(C2/c)结构, 1.0≤x≤1.6为单斜(C2/c)和三方六面体混合相(R-3), x≥1.8时完全转变为R-3相, 且x=2.0时形成ZnMn₂TeO₆, Te-O和Mn/Zn-O键长增大, 八面体发生更大畸变。X射线粉末衍射结构精修也表明R-3相中Zn/MnO₆为畸变八面体。随着Mn ²⁺掺杂含量的增加, Zn_3-xMn_xTeO₆系列化合物不仅结构发生变化, 其颜色也由浅变深。紫外吸收光谱中随着掺杂浓度的增加, 400~550 nm处的吸收增强, 样品的光学带隙也由3.25 eV (x=0.1)逐渐减小到2.08 eV (x=2.0), 分析表明, 可见区吸收的增强是源于MnO₆八面体中Zn/MnO₆八面体中Mn ²⁺离子的d-d跃迁, 导致样品由浅黄色逐渐变为暗黄色。 磁性测试表明, 固溶体的反铁磁转变温度随着Mn ²⁺掺杂量的提高而逐渐增加, 且掺入的Mn ²⁺离子以高自旋态 存在。     

Frequency upconversion of Tm and Yb codoped YLiF4 synthesized by hydrothermal method

In this paper, YLiF₄ codoped with Tm³⁺ and Yb³⁺ ions was synthesized by hydrothermal method. Yb³⁺ concentration is fixed at 1.5%, and Tm³⁺ concentration is changed from 0.1 to 0.4%. Intense upconversion luminescence is observed when the samples are excited by 980 nm. The dependence of upconversion luminescence on Tm³⁺ concentrations is presented. The results show that upconversion luminescence increases with the Tm⁺ concentration and gets its peak at 0.3 mol%. Under the excitation of 980 nm, the blue emission of 479 nm and the red emission of 647 nm are both duo to two photons process, and the UV emission of 361 nm is attributed to the three photons process. We also analyse the upconversion mechanism and process.     

Preparation, patterning and luminescent properties of nanocrystalline Gd2O3:A (A=Eu, Dy, Sm, Er) phosphor films via Pechini sol–gel soft lithography

Nanocrystalline Gd₂O₃:A (A=Eu³⁺, Dy³⁺, Sm³⁺, Er³⁺) phosphor films and their patterning were fabricated by a Pechini sol–gel process combined with a soft lithography. X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM) and optical microscopy, UV/vis transmission and photoluminescence (PL) spectra as well as lifetimes were used to characterize the resulting films. The results of XRD indicated that the films began to crystallize at 500 °C and that the crystallinity increased with the elevation of annealing temperatures. Uniform and crack free non-patterned phosphor films were obtained by optimizing the composition of the coating sol, which mainly consisted of grains with an average size of 70 nm and a thickness of 550 nm. Using micro-molding in capillaries technique, we obtained homogeneous and defects-free patterned gel and crystalline phosphor films with different stripe widths (5, 10, 20 and 50 μm). Significant shrinkage (50%) was observed in the patterned films during the heat treatment process. The doped rare earth ions (A) showed their characteristic emission in crystalline Gd₂O₃ phosphor films due to an efficient energy transfer from Gd₂O₃ host to them. Both the lifetimes and PL intensity of the rare earth ions increased with increasing the annealing temperature from 500 to 900 °C, and the optimum concentrations for Eu³⁺, Dy³⁺, Sm³⁺, Er³⁺ were determined to be 5, 0.25, 1 and 1.5 mol% of Gd³⁺ in Gd₂O₃ films, respectively.