钕激光晶体结构,组成和光谱特征研究

本文在考虑交叉弛豫过程的情况下,研究了含Nd~(3+)激光晶体Y_3Al_5O_(12)YAlO_3,LiYF_4和NdP_5O_(14)的辐射跃迁几率、荧光寿命和荧光分支比,解速率方程得到了各能级上粒子数和Nd~(3+)浓度的关系,讨论和比较了四种激光晶体的光谱特征。     

Er~(3+)/Nd~(3+), Nd~(3+)/Gd~(3+)掺杂PZN-9PT晶体的光学及电学性能

采用高温溶液法生长了钙钛矿结构PZN-9PT:Er~(3+)/Nd~(3+)和PZN-9PT:Nd~(3+)/Gd~(3+)晶体,晶体最大尺寸可达5 mm×4 mm×4 mm。PZN-9PT:Er~(3+)/Nd~(3+)和PZN-9PT:Nd~(3+)/Gd~(3+)晶体表现出较高的铁电-顺电相变温度(174.3和165.2℃)、大的剩余极化强度(23和40μC·cm~(-2))以及大的矫顽场(22和20 kV·cm~(-1)),这些优异的电学性能有望使其应用于大功率超声换能器和水声换能器。在800 nm波长激光激发下,两种晶体均表现出从近红外光到蓝光和绿光的发射带,蓝光和绿光的发射带分别对应于Nd~(3+)从~4G_(9/2),~2G_(7/2)能级到基态~4I_(9/2)级的跃迁以及Er~(3+2)H_(11/2)→~4I_(15/2)能级的跃迁发射(绿光)。     

Nd~(3+):NaYF_4玻璃陶瓷的能量传递特性

测量了Nd~(3+):NaYF_4玻璃陶瓷的吸收光谱,根据能量传递理论,计算了Nd~(3+)-Nd~(3+)间的能量迁移几率和能量转移几率以及能量传递的微观和宏观参数。结果显示:Nd~(3+)-Nd~(3+)间的能量迁移几率在能量传递几率中占主导作用。随着Nd~(3+)-Nd~(3+)间的距离不断减小,能量传递的微观参数变化不明显,而对于扩散模型和跃迁模型下的能量传递宏观参数,其值随掺杂浓度的增大而增大。     

Bi~(3+)掺杂对Y_2WO_6:Nd~(3+)/Yb~(3+)的近红外发光的敏化

采用高温固相法合成了Y_2WO_6:Nd~(3+)/Yb~(3+)及Y_2WO_6:Nd~(3+)/Yb~(3+),Bi~(3+)系列近红外发光材料,研究了其晶体结构、发光性能、荧光寿命,并讨论了Bi~(3+)的掺入对其近红外发光的敏化作用。Bi~(3+)的掺入不仅显著增强了样品中Nd~(3+)/Yb~(3+)的特征近红外发光强度,还使Y_2WO_6:Nd~(3+)/Yb~(3+)的激发光谱红移。随着Nd~(3+)/Yb~(3+)浓度的升高,Bi~(3+)的荧光寿命逐渐变短,表明样品中存在Bi~(3+)到Nd~(3+)/Yb~(3+)的能量转移。Nd~(3+)和Yb~(3+)的浓度为9%时,能量传递效率分别为85%,88%。根据Inokuti-Hirayama(I-H)理论模型分析表明Bi~(3+)到Nd~(3+)/Yb~(3+)的能量传递为电偶极矩-电偶极矩相互作用。因此,Y_2WO_6:Nd~(3+)/Yb~(3+),Bi~(3+)可作为一种光谱转换材料,有望提高硅太阳能电池的光电转换效率。     

MgWO_4:Nd~(3+)的水热合成及近红外发光性能研究

采用水热法制备MgWO_4:Nd~(3+)近红外发光材料.通过XRD,SEM和发光光谱等手段对样品的物相、形貌、发光性质进行表征.XRD测试结果表明:水热法制备MgWO_4:Nd~(3+)在850℃以上煅烧时,四方晶系转变为单斜晶系;1050℃煅烧后,sEM显示样品形貌由片状变为棒状且分散良好;激发和发射光谱的对比研究表明,MgWO_4:Nd~(3+)中WO_4~(2-)对Nd~(3+)存在有效的能量传递.研究了Nd~(3+)的掺杂量、煅烧温度、煅烧时间对材料近红外发光的影响.结果表明:在1050℃煅烧时,Nd~(3+)掺杂量为0.5%时发光最强;随着煅烧温度的升高,MgWO_4:Nd~(3+)的近红外发光强度先增强后减弱,而煅烧时间对发光强度影响很小.     

镧系离子(Nd~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+))同乙酰水杨酸和二安替吡啉甲烷三元配合物的研究

对Ln~(3+)(Nd~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+))—乙酰水杨酸(Asal)—二安替吡啉甲烷(DAM)体系的乙醇—水溶液的光度法研究和对固态钕配合物的元素分析确定,三元配合物的组成比为Nd~(3+):Asal:DAM=1:3:1;考查了该配合物的红外、紫外吸收光谱,热稳定性和溶解性;计算了相应配合物的超灵敏跃迁的振子强度,讨论了振子强度的增值与配体数目的关系。     

LiYF_4:Nd~(3+)激光晶体的光谱和强度参数

本文报告了在室温下,LiYF_1:Nd~(3+)晶体在较宽波段内(200～2500nm)不同轴向的吸收光谱,测定了Nd~(3+4)F_(3/2)-~1I_J跃迁在不同轴向的荧光光谱。根据Judd Ofelt理论,计算了LiYF_4激光晶体中Nd~(3+)的唯象参数Ω_2、Ω_4、Ω_6分别为1.22、2.71、5.48(10~(-20)cm~2),均方偏差为3.2×10~(-7)。用这些值计算了该晶体中Nd~(3+)的幅射跃迁几率、荧光分支比、辐射寿命、~4F_(3/2)-~4I_(11/2)跃迁的辐射量子效率与受激发射截面。寿命的计算值与实验值符合。     

微波诱导燃烧法制备Nd3+掺杂LaBO3粉体及表征

以六水硝酸钕、甘氨酸、硼酸和水合硝酸镧为原料,采用微波诱导燃烧合成法制备稀土元素Nd~(3+)掺杂改性的LaBO_3粉体。采用UV-VIS DRS、XRD、PL和SEM等分析测试方法对目标产物进行表征。探究了Nd~(3+)的掺杂量为1～5%时,产物的形态结构和发光性质及煅烧温度和煅烧时间对产物相组成的影响。结果表明:Nd~(3+)掺杂的LaBO_3粉体均为正交晶系LaBO_3晶体,最佳反应条件是Nd~(3+)的掺杂量为3.0%,煅烧温度600℃,煅烧时间4 h。UV-VIS DRS光谱表明,Nd~(3+)掺杂改性后,目标产物的最大吸收波长由紫外光区红移至可见光区,增加了光吸收范围。荧光光谱数据显示,在330～435 nm范围内出现了强发射宽峰,峰值在352和380 nm处的发射峰归属于Nd~(3+)的4D~(3/2),4D~(5/2),2I~(11/2),2P~(3/2)激发光谱。     

Er~(3+):YAlO_3/凹凸棒石复合材料的制备及光催化脱硫性能

以凹凸棒石(ATP)为基体, Y(NO_3)_3, Er(NO_3)_3, Al(NO_3)_3为主要原料,采用静电引力沉积法制备Er~(3+):YAlO_3/ATP复合材料。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、 X射线电子能谱分析(XPS)和光致发光光谱(PL)对所制备的复合材料的形貌结构、上转换发光性质等进行表征,通过在可见光照射下催化降解模拟汽油中的二苯并噻吩(DBT),对制备的Er~(3+):YAlO_3/ATP复合材料的光催化脱硫性能进行评价,探讨Er的掺杂量对DBT去除率的影响。结果表明:ATP因其独特多孔道形貌以及较大的比表面积,使其可以增强对有机硫的吸附,同时由于其自身含Fe的特性,表现出一定的紫外响应性质, Er~(3+):YAlO_3吸收可见光上转换发射紫外光激发凹凸棒石,考察了Er的掺杂量x对脱硫性能的影响,发现当x为0.02时,可见光照射3 h后,所制备的Er~(3+):YAlO_3/ATP复合材料的光催化活性最高,对DBT的降解率达到90%。     

NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶的水热合成及发光性质研究

采用水热法制备了Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)离子共掺杂的钨酸钆钠纳米晶(NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)),并在800℃进行了热处理。分别采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪(PL)对纳米晶的晶体结构、微观形貌和上转换发光性质进行了表征。XRD结果显示样品属于四方晶系、白钨矿结构。SEM图谱表明所得纳米晶具有较好的分散性,颗粒大小约为50 nm。在980 nm激光激发下,NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶发出546 nm的绿光与660 nm红光,分别对应Ho~(3+)离子的~5F_4,~5S_2→~5I_8和~5F_5→~5I_8能级跃迁。当Nd~(3+)离子掺杂浓度为0.5%(摩尔分数)时,纳米晶的发光强度最大。随着Nd~(3+)离子掺杂量的增加,红光与绿光的相对强度比逐渐减小,纳米晶的光谱由橙色光向黄色光区域变化。本文对NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶的光谱调控和上转换发光机制进行了研究。     

Growth and Spectroscopic Properties of Nd3＋：Sr3Gd2（BO3）4 Crystal

<正>This paper reports the growth,X-ray diffraction and spectroscopy of Nd~(3+):Sr_3Gd_2(BO_3)_4 crystal.A Nd~(3+):Sr_3Gd_2(BO_3)_4 crystal with dimensions ofφ20×45 mm~3 has been grown by the Czochralski method.Nd~(3+):Sr_3Gd_2(BO_3)_4 crystal belongs to the orthorhombic system,space group Pnma(D_(2h))with a=0.7401,b=1.604 and c=0.8755 nm.The absorption and emission spectra of Nd~(3+):Sr_3Gd_2(BO_3)_4 were investigated.The absorption cross sectionσ_a is 3.11×10~(-20)cm~2 at 808 nm. The absorption transition at 808 nm has an FWHM of 14 nm.The luminescence lifetimeτ_f is 51.7 us.The emission cross sectionσ_e at 1064 nm wavelength is 1.09×10~(-19)cm~2.     

Yb~(3+):Cs_2NaYbCl_6和Yb~(3+):Cs_2NaYbBr_6的能级

本文应用双层点电荷配位场(DSPF)模型计算了Yb~(3+):Cs_2NaYbCl_6和Yb~(3+):Cs_2NaYbBr_6的能级,分析了二体系中Yb~(3+)与Cl~-、Br~-的成键。     

腐殖酸对La~(3+),Nd~(3+)等重金属离子混合体系吸附的研究

对含有La~(3+),Nd~(3+)的重金属混合体系进行吸附选择性试验,筛选出腐殖酸浓度为1.2 g·L~(-1)时吸附La~(3+),Nd~(3+)的最佳条件(pH=5.4,温度313 K,振荡时间8 h,重金属离子初始浓度0.15 mmol·L~(-1)),得出此条件下吸附优先顺序为:La~(3+)>Pb~(2+)>Cu~(2+)>Nd~(3+)>Cd~(2+)>Zn~(2+)>Co~(2+)>Cr~(3+);HA的吸附总量在室温下拟合二级动力学方程的效果最好;Langmuir方程则能更好地描述HA对重金属离子的等温吸附过程,并且随着温度的升高,HA的最大吸附量逐渐增加;HA对La~(3+),Nd~(3+)等重金属离子的吸附优先顺序受到pH值、温度、振荡时间、重金属离子初始浓度和本身性质的综合影响,且重金属的地球化学性质是主导因素.     

Ba_2YAlO_5:Eu~(3+)红色荧光粉的制备及其发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ba_2YAlO_5:Eu~(3+)红色荧光粉,通过XRD,SEM,荧光光谱分别对样品的结构、形貌以及发光性能进行了表征,讨论了Eu~(3+)掺杂浓度、煅烧温度、Bi~(3+)掺杂对样品发光性能的影响。结果表明:实验所得样品主晶相为Ba_2YAlO_5。颗粒形貌不规则,粒径大小为2~10μm。合成的荧光粉在260 nm紫外光激发下发出明亮的红光,最佳Eu~(3+)掺杂量为8%(摩尔分数),最佳煅烧温度为1250℃。掺杂Bi~(3+)后,样品的结构没有改变,但激发光谱发生了变化,在300~375 nm处出现激发峰,对应于Bi~(3+)的1S0→3P1跃迁。随着Bi~(3+)掺杂浓度的增加,在333 nm激发下,发光强度先增加后减弱,存在Bi~(3+)→Eu~(3+)的能量传递过程。     

不同类型镧(Ⅲ)系三元络合物形成过程中超灵敏跃迁振子强度增大规律的探讨

用分光光度法则得,在乙醇介质中,Nd~(3+)-Hpmbp(1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基-5-吡唑酮)-有机碱(二苯胍或季胺碱)和Nd~(3+)-二苯酰甲烷(DBM)-四乙基碘化铵(TAI)体系中形成了Nd~(3+):β-二酮:有机碱=1:4:1 的离子缔合物。它们的超灵敏跃迁振子强度的增大规律与异配络合物相同。根据Judd—Ofelt 理论计算了Nd~(3+)-DBM-TAI 体系的τ_2、τ_4、τ_6参数值,并揭示了镧(Ⅲ)系三元络合物超灵敏跃迁振子强度的增大(△p)与τ_2增大的相关性。还讨论了应用超灵敏跃迁振子强度增大规律,推断三元络合物组成的可能性。     

Tb~(3+):LaBr_3能级分析

本文对Ln~(3+):LaCl_3和Ln~(3+):LaBr_3体系进行晶场能级分析,其主要目的有二:(一)对已测得的实验能级进行理论计算和归宿;(二)探讨能级间的相互作用及等价算符方法和不可约张量方法对该体系的适合程度。理论计算采用投影算符方法构成J=6,5,4,3,2,1,0的D_(3h)不可约表示基矢。在整个计算过程中,晶场矩阵由相同不可约表示的基矢构成。对~7F(J=6,5,4,3,2,1,0)本文分别应用等价算符方法(略去晶场J相互作用即略去所谓的晶场J混合作用)和不可约张量方法(考虑晶     

镧系(Pr~(3+),Nd~(3+),Sm~(3+),Eu~(3+),Ho~(3+),Er~(3+))-H_2C_2O_4-EDTA体系的导数吸收光谱及其分析应用

用导致分光光度法测定了Ln~(+3)(Pr~(3+)、Nd~(3+)、Sm~(3+)、Eu~(3+)、Ho~(3+),Er~(3+))-H_2C_2O_4-EDTA体系的零阶,二阶和四阶导数吸收光谱,分别计算了吸收光谱与导致光谱的摩尔吸光系数,并发现K_2>>K_1>ε,K_2值比ε值大2—11倍。应用此特性拟定了在含Sm、Eu与Gd的稀土试样中直接测定Sm~(3+)、Eu~(3+)的方法。并得到了满意的结果。     

Nd~(3 )离子在数种无机溶剂体系中的化学形式及其激光性质

本工作制备出了Nd~(3 )离子的低粘度无机液体激光溶液,研究了溶液的激光性质。用测学~4F_(3/2)能级寿命和激光能量输出的方法探讨了Nd~(3 )在所述溶剂体系中溶解反应机理和Nd~(3 )的化学形式及其结构。     

镧系(Nd3+、Ho3+、Er3+)与1-苯基-3-甲基-4-三氟乙酰基吡唑酮-5和二安替吡啉甲烷三元配合物的研究

用分光光度法对镧系离子(Nd~(3+),Ho~(3+),Er~(3+))与1-苯基-3-甲基-4-三氟乙酰基吡唑酮-5(PMTFP)和二安替吡啉甲烷(DAM)水-乙醇溶液体系的研究以及对制备钕的相应配合物的元素分析证实:形成的三元配合物的的组成比为Ln~(3+):PMTFP:DAM=1:3:1。计算了相应配合物超灵敏跃迁的光吸收振子强度,并图示了它们之间的线性关系。研究了固态钕的三元配合物的红外吸收光谱和热稳定性。 镧系离子(Ln~(3+))同DAM和1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑酮-5(PMBP)等β-二酮以及Ln~(3+)与PMTFP和三辛基磷氧化物(TOPO)的三元配合物的研究已有报导。本文报导了Ln~(3+)(Nd~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+))-PMTFP-DAM体系中的超灵敏跃迁现象与配位作用,以及Nd(Ⅲ)-PMTFP-DAM配合物的合成、组成和性质。     

Sm~(3+)与Nd~(3+)离子在LaOX系列基质中的配位场微扰能级及其光谱解析

合成了LaOX:Sn~(3+)和LaOX:Nd~(3+)磷光体(X~-=Cl~-,Br~-),测定了它们在空温和液氮温度下的荧光光谱;基于双层点电荷配位场模型,对其荧光光谱进行了理论归属,并讨论了基质对希土离子晶场效应的影响等问题.