不同类型祖母绿的宝石学特征及红外光谱研究

采用常规宝石学研究方法和红外光谱技术对助熔剂法合成祖母绿、哥伦比亚祖母绿、巴西祖母绿和水热法合成祖母绿样品进行了研究.结果表明,不同成因类型的祖母绿红外吸收光谱具有明显的区别,根据祖母绿中是否含水以及水的赋存状态以及氯的吸收峰,可为准确鉴别祖母绿的成因提供重要依据.     

水热法合成蓝宝石的化学成分及光谱学表征

蓝宝石作为五大名贵宝石之一,经济价值极高,其中“皇家蓝”、“矢车菊蓝”最为昂贵。而水热法可合成出颜色与“皇家蓝”色极为相似的蓝宝石,且合成出的晶体较大,可通过切磨加工获得内部纯净的样品,仅凭外观及常规方法难以鉴别。选取了7颗水热法合成蓝色蓝宝石为实验对象,采用LA-ICP-MS、拉曼光谱仪、红外光谱仪、紫外-可见分光光度计和三维荧光光谱仪,对其化学成分、谱学特征进行研究,并与外观极为相似的天然蓝宝石、焰熔法合成蓝宝石进行对比分析。分析表明,水热法合成蓝宝石总体成分较为单一,而天然蓝宝石则含有丰富的微量元素。三种样品拉曼光谱均呈现典型的刚玉振动模式,显示A_1g和E_g振动模的拉曼峰。在红外光谱的指纹区,三种样品的吸收峰均无明显差别,与拉曼光谱的结果耦合。但在官能团区3 000～4 000 cm^-1波数范围,水热法合成蓝宝石存在由含水矿物包裹体产生的羟基振动峰,而天然蓝宝石和焰熔法合成蓝宝石未显示此特征。紫外-可见光谱表明三种样品均为Fe²⁺-Ti⁴⁺对致色,但水热法与焰熔法合成蓝宝...     

寿山水坑石的透明度影响因素

采用红外光谱(IR)、X射线粉晶衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和差热分析(DTA)等测试,分别从地开石的有序度。矿物微形貌特征以及地开石中水的存在形式对水坑石透明度的影响因素进行了深入研究。红外光谱和XRD测试结果显示样品主要矿物组成为地开石。红外光谱中高频区3 704和3 621 cm-1两吸收峰的分裂程度和XRD图谱中2θ为19°~24°之间的衍射峰的分裂程度可表示地开石有序度,分别计算样品红外光谱中3 704和3 621 cm-1两吸收峰的强度比值(OI)及XRD图谱中(111)晶面衍射峰和(111)晶面衍射峰的分裂程度指数(DHI);计算结果表明这两个表征有序度的参数与透明度并无密切关系。扫描电镜测试结果显示地开石矿物晶体颗粒整体发育越均匀,晶体颗粒形态越相近、粒径大小越均一时,样品透明度越高,但晶体颗粒自身的结晶度、自形程度和粒径的绝对大小与透明度并无关系。差热分析测试结果表明水坑石的透明度与地开石晶体结构中结构水和吸附水的含量有关,结构水含量越接近理论值,样品晶体结构越完整,透明度越高;结构水的含量降低时,部分羟基缺失导致晶体结构完整性下降,结构单元层内部的电荷平衡被破坏,层间域中吸附更多水分子,吸附水在层间域中作为杂质分子存在,使样品的透明度下降。     

YAG∶Ce发光材料合成的助熔剂研究

采用高温固相法合成YAG∶Ce荧光粉时,传统的以硼酸为助熔剂的产物硬度很大,处理过程中容易破坏晶体形貌,影响发光性能。采用氟化物助熔剂(MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、A lF3)及它们与H3BO3混合助熔剂来制备YAG∶Ce,研究了助熔剂种类及其浓度对制得的粉体发光性能的影响,比较了它们的晶体形貌与物相组成。结果表明,采用不同助熔剂合成的YAG∶Ce的激发光谱及发射光谱基本相同,而BaF2、A lF3、SrF2及它们与H3BO3的混合助熔剂系列,可在一定程度上降低产品硬度、提高产品发光亮度;其中H3BO3~SrF2系列、H3BO3~BaF2系列的晶化程度与粒度分布均有改善;H3BO3~BaF2系列的物相组成比较纯,除Y3A l5O12主相外基本无杂相。     

助熔剂对无机质子导体BaZrO_3结构及形貌的影响

利用高温固相法制备了无机质子导体BaZrO3。研究了助熔剂的添加对材料的合成温度及微观形貌的影响。通过添加LiF及Li2CO3为助熔剂,可以在1500℃,保温8h合成很好的单相样品。且LiF为助熔剂制备样品的结晶性明显高于Li2CO3为助熔剂制备的样品。XRD精修表明所合成的样品为很好的单相样品。能带计算分析样品的带隙为3.236eV。通过加入LiF及Li2CO3为助熔剂,明显改善了样品的微观形貌,其中LiF为助熔剂样品的颗粒尺寸较小、团聚少,分散性好。当LiF及Li2CO3添加量为8%时,晶界处有小颗粒析出,这种小颗粒为提高材料的质子导电性提供了潜在的可能性。     

单斜RbInS2、C sInS2的红外光谱及拉曼光谱

我们采用传统的助熔剂合成方法制备单斜ＲｂＩｎＳ２、ＣｓＩｎＳ２晶体并对它们的红外光谱和拉曼光谱进行研究。与ＲｂＩｎＳ２相比,ＣｓＩｎＳ２的红外吸收峰和拉曼吸收峰向长波方向移动。红外光谱和拉曼光谱均表明单斜ＲｂＩｎＳ２、ＣｓＩｎＳ２具有很好的红外透过性能。     

掺钕钨酸钾钆晶体的光谱研究

本文采用助熔剂籽晶提拉法生长出了Nd:KWG激光晶体。化学组成和结构分析认为,所得的晶体是β－KGd(WO4)2。通过红外光谱和喇曼光谱判断了它的振动归属,通过紫外可见吸收光谱的测定得到了它的峰值吸收截面值。     

YAG：Ce发光材料合成的助熔剂研究

采用高温固相法合成YAG:Ce荧光粉时,传统的以硼酸为助熔剂的产物硬度很大,处理过程中容易破坏晶体形貌,影响发光性能.采用氟化物助熔剂(MgF₂、CaF₂、SrF₂、BaF₂、AlF₃)及它们与H₃BO₃混合助熔剂来制备YAG:Ce,研究了助熔剂种类及其浓度对制得的粉体发光性能的影响,比较了它们的晶体形貌与物相组成.结果表明,采用不同助熔剂合成的YAG:Ce的激发光谱及发射光谱基本相同,而BaF₂、AlF₃、SrF₂及它们与H₃BO₃的混合助熔剂系列,可在一定程度上降低产品硬度、提高产品发光亮度;其中H₃BO₃~SrF₂系列、H₃BO₃~BaF₂系列的晶化程度与粒度分布均有改善;H₃BO₃~BaF₂系列的物相组成比较纯,除Y₃Al₅O₁₂主相外基本无杂相.     

Li2CO3/K3PO4复合助熔剂对新型Y2O2S：0.09Ti长余辉磷光体发光性能的影响

采用高温还原法合成了一种新型无稀土掺杂Y₂O₂S:0.09Ti长余辉发光材料。基于助熔剂种类对长余辉发光材料特性的重要作用,选择了对余辉衰减初期和后期余辉强度有明显作用的Li₂CO₃和K₃PO₄两种助熔剂,研究了不同配比(以下用x表示,x=Li₂CO₃/(Li₂CO₃+K₃PO₄))的复合助熔剂对Y₂O₂S:0.09Ti磷光体晶体结构和发光性能的作用,以获得具有较好综合发光性能的Y₂O₂S:0.09Ti磷光体。采用PL光谱和余辉测试仪对材料的发光特性进行了表征,用XRD研究了其晶体结构的变化。XRD结果表明,在复合助熔剂范围内(x=0~1.0)均可获得单相性的Y₂O₂S:0.09Ti磷光体。同时发现复合助熔剂比例不同制备的样品中,Y₂O₂S:0.09Ti磷光体晶体择优取向也发生明显的变化,且高比例Li₂CO₃有助于Y₂O₂S:0.09Ti磷光体的晶体形成。复合助熔剂比例x对样品的激发峰与发射谱主峰位置(565nm)基本没有影响;但助熔剂比例x对发射峰强度则有明显影响,随着x增加,该磷光体的发光强度先增后减,在x=0.8时发光强度最大。     

溶液法制备氧化锌晶体的微结构及发光特性研究

以醋酸锌和六次甲基四胺为原料在不同的溶液环境中,采用水热法或热溶液法合成了不同形貌的微纳氧化锌.氧化锌形貌和尺寸的控制对合成环境有强烈的依赖.通过化学吸附将乙二胺四乙酸二钠和柠檬酸吸附在氧化锌的极性面上,可以抑制极性面的晶体生长,调控氧化锌的晶体形貌.这种选择吸附性导致了样品形貌的不同.拉曼光谱测试结果表明,在柠檬酸溶液中合成的氧化锌的晶粒更小.光致发光光谱测试结果表明,所得到的氧化锌的发光是激子和缺陷发光.     

Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体位相共轭性能和全息关联存储

在同成分LiNbO3中,掺入ZnO的摩尔分数分别为1%、3%、5%、7%和9%,掺入（质量分数）0.03% MnCO3和0.08%Fe2O3,采用提拉法生长了优质Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体.测试Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体的OH-红外吸收光谱,抗光损伤能力和位相共轭性能.Zn离子浓度在7%和9%时,OH-吸收峰移到3 528 cm－1,讨论OH-吸收峰移动机理.随着Zn离子浓度增加,抗光损伤能力增加.Zn离子浓度增加到7%,达到阈值.Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体抗光损伤能力比LiNbO3晶体高二个数量级,研究高掺锌Mn∶Fe∶LiNbO3晶体抗光损伤增强机理.随着Zn离子浓度增加,Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体位相共轭反射率降低,位相共轭响应速度增加.Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体位相共轭镜消除了光波的位相畸变.以Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体作存储介质进行全息关联存储实验.讨论全息关联存储的工作原理.以原图象的25%和50%进行寻址,在输出平面上接收到较完整的存储图象.     

Electrical and nonlinear optical studies of flux grown Mo and Fe doped KTP crystals

The molybdenum (Mo) and ferric (Fe) doped potassium titanyl phosphate (KTP) crystals were grown by high temperature solution growth (HTSG) technique. The concentration of Mo and Fe in grown crystals was measured by EDX analysis. The SHG efficiencies of the Mo and Fe doped KTP crystals were measured and it was found to be 1.77 and 1.38 times respectively higher than that of pure KTP crystal. The frequency dependence of dielectric constant, loss and ac conductivity was studied at room temperature. The phase matching measurements were made using a Q-switched Nd:YAG laser operating at 1064 nm and the measured phase matching angles are 44.2° and 87.88° for Mo and Fe doped KTP crystals respectively.     

化学计量比LiNbO3晶体的激光显微拉曼光谱研究

对用助熔剂提拉法生长的近化学计量比LiNbO3晶体进行了激光显微拉曼光谱测试分析,与同成分LiNbO3晶体相比较,A1(TO)与E(TO)模的谱线数目、频率基本不变,验证了LiNbO3晶体属置换式固溶体的结论.738cm-1处拉曼振动峰（A1(LO)模）的相对强度随晶体中Li2O含量的增加发生了明显的变化,在两种掺杂晶体中,此振动峰已经消失.根据Li空位模型,从占位和结构上进行了分析讨论.在152和872cm-1处拉曼振动峰半高宽随晶体中Li/Nb的增大而变窄,对二者关系进行了线性拟合,利用拟合公式可根据拉曼振动峰半高宽计算晶体中的Li/Nb值. 关键词： 化学计量比 拉曼光谱 线性拟合 半高宽     

天然水晶与水热法合成水晶的近红外光谱对比分析

水热法合成水晶与天然水晶的物理化学性质相似、内含物少见,常规检测方法无法鉴别。本论文采用德国布鲁克(Bruker)TENSOR27红外光谱仪测试分析,发现合成无色水晶以3585cm~(-1)谱带为特征;烟水晶特征吸收峰在3300~3000cm~(-1)附近,而合成烟水晶位于3600~3300cm~(-1)附近;合成黄水晶仅有5200cm~(-1)吸收峰,黄水晶不具有此特征吸收;紫水晶具有5228cm~(-1)、4450cm~(-1)特征谱带,合成紫水晶在4000~3000cm~(-1)内有特征吸收峰;合成绿水晶仅有5200cm~(-1)吸收峰。     

New approaches for the fabrication of photonic structures of nonlinear optical materials

We revisited two different strategies to fabricate 1D photonic crystals of nonlinear optical dielectric materials based on ultrafast laser ablation of the surface of an RbTiOPO₄ crystal, and selective etching of ferroelectric domains of the surface of a periodically poled LiNbO₄ crystal. We evaluated their behaviour as Bragg diffraction gratings. We also presented the recent advances we developed in a new procedure of fabrication of 2D and 3D photonic crystals of KTiOPO₄ (KTP) grown on the surface of a KTP substrate by liquid phase epitaxial means within the pores of a silicon macroporous template. Optical, structural, morphological, and compositional characterization for the photonic crystals produced through this technique are presented.     

Cr3+在SrTiO3晶体中的晶场能级

由激发光谱及荧光光谱的测量,运用Tanabe-Sugano能量矩阵计算了Cr3+在SrTiO3晶体中的晶场能级.     

产生蓝色相干辐射和实现Nd:YAG 1.0642μm倍频90°非临界相位匹配的Nb:KTiPO4

本文报道了用熔盐顶部籽晶法生长Nb浓度(0～13)mol%的Nb:KTP晶体的倍频的Ⅱ型相位匹配的截止波长和Nd:YAG 1.0642μm及Nd:YA1O3 1.0795μm激光在这些晶体中倍频的最佳相位匹配角的测量结果.从中可看出,由于Nb5+的引入使KTP晶体倍频的Ⅱ相位匹配的截止波长有效蓝移,目前已使截止波长蓝移至937nm且有效产生468.5nm的倍频蓝光.同时Nb5+的引入使Nd:YAG 1.0642μm激光和Nd:YA1O3倍频的最佳相位匹配方向产生很大的变化,目前已使Nb:KTP晶体倍频的最佳相位匹配方向为θ＝88.32°、Φ＝0°,非常接近于90°非临界相位匹配方向.     

Yb：Y3A15O12晶体晶格振动光谱的研究

采用提拉法生长Y3A15O12（YAG）晶体和Yb^3＋掺杂原子数分数分别为5％，10％，15％，20％，25％，50％N100％的Yb：Y3A15O12（Yb：YAG）晶体。系统表征和分析了Yb^3＋掺杂浓度对拉曼光谱的影响。随着Yb^3＋掺杂浓度的增加，晶体的振动模式没有明显的变化，晶体结构没有改变；在370cm^-1和785cm^-1附近，振动吸收峰的半峰全宽逐渐增大。分析得出，Yb抖掺杂浓度对晶体的晶格、对称性、荧光寿命均有影响，从而可能影响到晶体的光谱和激光性能。     

产生蓝色相干辐射和实现Nd:YAG 1.0642μm倍频90°非临界相位匹配的Nb:KTiPO4

本文报道了用熔盐顶部籽晶法生长Nb浓度(0～13)mol%的Nb:KTP晶体的倍频的Ⅱ型相位匹配的截止波长和Nd:YAG1.0642μm及Nd:YA1O₃1.0795μm激光在这些晶体中倍频的最佳相位匹配角的测量结果.从中可看出,由于Nb⁵⁺的引入使KTP晶体倍频的Ⅱ相位匹配的截止波长有效蓝移,目前已使截止波长蓝移至937nm且有效产生468.5nm的倍频蓝光.同时Nb⁵⁺的引入使Nd:YAG1.0642μm激光和Nd:YA1O₃倍频的最佳相位匹配方向产生很大的变化,目前已使Nb:KTP晶体倍频的最佳相位匹配方向为θ=88.32°、Φ=0°,非常接近于90°非临界相位匹配方向.     

从昇华的NaCl蒸汽生长单晶体

半个世纪以来,从NaCl的蒸汽生长其单晶体的企图并没有得到正面的结果,解理面上的取向性结晶也尚未有超过数个分子层者。对于从溶液结晶出来时NaCl晶面发展的顺序,或者相对的重要性的研究已有肯定的结果。关于晶核或生长驼峰发端的位置从几率上看应在晶面何处的时尚理论未能从NaCl自溶液中结晶出来的实验加以证实或否定。为探索从蒸汽相生长NaCl单晶体的规律,本实验初步获得较大尺度的单晶体,并同时使取向性晶面上结晶达到1毫米以上的厚度。升华蒸汽来源于高纯度的从熔融体结晶出来的单晶体,并使母晶和结晶基面保持在近于NaC