金属铒和氟化铒掺杂的硫化锌薄膜的交流电致发光(ACEL)特性

本文报导了不同浓度的金属铒和氟化铒掺杂的硫化锌薄膜交流电致发光(ACEL)的特性,并进行了比较。实验结果表明:ZnS:ErF3薄膜ACEL的最佳浓度(5×10-3g/g)低于ZnS:Er3+薄膜ACEL的最佳浓度(1×10-2g/g)。在ZnS薄膜中掺入稀土离子,随着浓度的增加,稀土离子之间发生交叉弛豫,这一过程与稀土离子周围环境有关,这正是ZnS:ErF3和ZnS:Er3+薄膜ACEL具有不同的最佳浓度的主要原因。     

ZnS:Tm薄膜电致发光的激发过程

利用电子束蒸发方法制得ITO-Y2O3-ZnS:Tm3+-Y2O3-Al结构的薄膜可以得到蓝色电致发光.本文首次报导了ZnS:Tm3+薄膜与ZnS:Er3+、ZnS:Tb3+薄膜电致发光的激发过程有所不同.Tm3+离子的激发可以通过某些杂质中心到Tm3+离子的能量传递来实现.     

Er3+和Yb3+共掺碲酸盐玻璃的光谱性质

研究了Er3+ 和Yb3+ 共掺碲酸盐玻璃的吸收和荧光光谱性质 ,分析了碲酸盐玻璃中Er3 + 的上转换发光机制 ,应用Judd Ofelt理论计算了玻璃的强度参量Ωt(t =2 ,4,6 ) ,分别为Ω2 =4.74× 10 - 2 0 cm2 ,Ω4=1.46× 10 - 2 0 cm2 ,Ω6 =0 .6 4× 10 - 2 0 cm2 ,计算了Er3+ 离子的自发跃迁几率、荧光分支比 ,应用McCumber理论计算了受激发射截面 ,并比较了Er3 + 在不同基质玻璃中的光谱特性。     

Er3+/Yb3+共掺的氟磷酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性

研究了Er3+/Yb3+共掺的氟磷酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性。应用Judd-Ofelt理论计算了玻璃的三个强度参量Ωｔ (ｔ=2,4,6)，计算了Er3+离子的辐射跃迁几率，荧光支效率和自发辐射几率等光谱参量。 经荧光谱测试发现掺Er3+/Yb3+共掺的氟磷酸盐玻璃的荧光半高宽可达63nm ，应用McCumber理论计算了1.53μｍ处的受激发射截面，可达6.85×10-21 cm2。     

硼玻璃中Dy3+及Sm3+的辐射跃迁几率和无辐射跃迁几率

硼玻璃中掺杂Nd3+,Er3+,Tm3+等小能隙的稀土离子,由于硼玻璃声子能量大,多声子无辐射几率大,影响其发光效率。但由于硼玻璃熔点低,加工容易,对于民用上常用的Sm3+,Dy3+,Eu3+,Tb3+等大能隙物质,多声子无辐射跃迁不是主要因素的情况下,发光效率将如何是本文要研究的问题。另外,辐射跃迁性质的研究对于能量传递机理的研究也是很有意义的。     

Tm:YVO4晶体的光谱参数计算

由测量的Tm :YVO4晶体的吸收光谱 ,考虑到单轴晶体在各个方向上的吸收不同和折射率随波长的变化 ,根据Judd Ofelt理论计算了Tm3 +在YVO4中的强度参数、各个能级的振子强度、自发辐射几率、荧光分支比、积分发射截面等参数。强度参数为Ω2 =1 9416× 10 - 2 0 (cm2 ) ,Ω4=0 15 6 8× 10 - 2 0 (cm2 ) ,Ω6=0 396 3× 10 - 2 0 (cm2 )。计算结果表明 ,1 D2 → 3 F4的跃迁几率远大于1 D2 向其他各个能级的跃迁几率     

磷酸盐、锗酸盐和碲酸盐玻璃中Ce3+、Tb3+、Er3+和Tm3+离子的发光和敏化作用的研究——Ⅱ.辐射跃迁、无辐射跃迁和能量转移

对不同玻璃基质中的Tb3+、Er3+和Tm3+离子的辐射跃迁和无辐射跃迁速率进行了计算和测量,并讨论了基质玻璃对跃迁特性的影响。研究了Ce3+对Er3+、Tm3+,Tb3+的敏化作用,得出Ce3+对Er3+离子的敏化作用是弱的,而Ce3+对Tm3+和Tb3+是较强的,并对敏化机理进行了讨论。     

Ⅱ-Ⅵ族化合物薄膜电致发光

电致发光薄膜是平板显示器的重要材料之一,我们从研究ZnS:Mn,Cu直流电致发光薄膜的大面积稳定发光开始,首次将稀土离子引进直流电致发光薄膜,实现了各色的直流电致发光,并研究其激发机理、过热电子的能量分布、稀土离子的碰撞截面和稀土离子发光中心在晶格中的位置等。在国内首先研制成功ZnS:Mn交流电致发光薄膜计算机终端显示器,并扩大面积到640×480像素(对角线10英寸)。为了实现彩色化显示,研制出稀土离子掺杂的各色交流电致发光薄膜。研究不同稀土离子在薄膜中的浓度猝灭,以便提高薄膜的发光亮度。在致力于实现彩色的过程中,首要的任务是提高蓝色电致发光薄膜的亮度和探索新的蓝色电致发光薄膜材料:从ZnS:TmF₃到CaS:TmF₃,发光亮度有了很大的提高;使SrS:Ce薄膜蓝色电致发光的亮度超过1000cd/m²;同时探索纳米Si和非晶Si/SiO₂超晶格结构的蓝色电致发光。成功地实现了ZnS:Mn/SrS:Ce白色电致发光和SrS:HoF₃三基色线谱发射的白色电致发光,发光亮度也超过1000cd/m²。     

Yb3+和Er3+共掺杂的Y2O3,Y2O2S和NaYS2粉末材料的上转换发光

在980 nm LED激光器激发下,研究了Yb3+-Er3+共掺杂的Y2O3,Y2O2S和NaYS2粉末材料的上转换发射特性。比较了Y2O3∶0.20 Yb3+,0.03Er3+和Y2O2S∶0.20 Yb3+,0.03Er3+以及NaYS2:0.20 Yb3+,0.03Er3+粉末样品的上转换发光光谱,探讨了Er3+上转换发射对基质的依赖性,分析了S2--Yb3+和S2--Er3+电荷转移态对Yb3+-Er3+间能量传递和能级间跃迁几率的影响,借助于能级图解释了在不同基质中Yb3+-Er3+间的能量传递和Er3+的上转换发光机制。     

LD泵浦的Er3+,Yb3+共掺杂磷酸盐铒玻璃激光性质

研究了三种不同铒离子浓度的Er3+,Yb3+共掺杂磷酸盐铒玻璃的光谱性质和激光性质,用2w,974nm半导体激光器作为泵浦源,在Er3+离子浓度为0.12×1020/cm3,0.48×1020/cm3,0.88×1020/cm3的Er3+,Yb3+共掺杂磷酸盐铒薄片玻璃中成功地实现了室温连续激光输出.讨论了铒离子掺杂浓度和样品厚度对激光性质的影响.通过比较发现在Yb3+离子浓度相当的条件下(1.5×1021/cm3),掺铒离子浓度为0.48×1020/cm3,厚度为2mm的铒玻璃具有较好的综合激光性能.它的最大激光输出功率达到43mw,斜率效率为10.2%,激光阈值为118mW,激光光谱范围为1527～1533nm,激光峰值波长为1530nm.     

利用原子层外延方法制备的ZnS:Er3+薄膜的交流电致发光特性

采用原子层外延方法(ALE)制备了ZnS:Er3+交流电致发光(ACEL)薄膜,得到了明亮的绿色EL。发现了随Er3+离子浓度增加,对应于4F9/2→4I15/2跃迁的谱线强度增加甚至超过2H11/2→4I15/2跃迁的谱线强度。通过对EL衰减的分析,发现了绿红比随外加电压的变化关系以及EL光谱与温度的关系。在Er3+离子浓度较高时,Er3+离子之间发生明显的能量传递。提出了Er3+离子间的交叉驰豫模型并计算了交叉弛豫速率,同拟合衰减曲线得到的值相比,两者符合得较好。     

ZnS:Ho3+和ZnS:HoF3交流电致发光薄膜发光特性的研究

利用高真空条件,分舟蒸发制备ZnS:Ho3+和ZnS:HoF3绿色交流电致发光薄膜屏。讨论了ZnS:Ho3+及ZnS:HoF3薄膜的发光特性和光谱差异。确定其激发机理为热电子直接碰撞激发,以及660nm的发射在低浓度下来自于5F3→5I7的跃迁。并认为在两种材料中,由于热电子在外电场中的加速过程中受到不同散射中心的散射,改变了热电子的统计分布,从而直接引起两种材料发射光谱的明显差异。     

The Study on the Interaction between Tm~(3 ) and Tb~(3 ) Rare Earth Ions in YVO_4 Crystal

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｔｈｅｌａｓｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｒａｒｅ ｅａｒｔｈｉｏｎＴｍ3 ｄｏｐｅｄｌａｓｅｒｃｒｙｓｔａｌｓａｔ～ 2 .3 μｍａｎｄ～1 .9μｍｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ,ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏ3Ｈ4→3Ｈ5 ａｎｄ3Ｆ4→ 3Ｈ6 ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙＪ .Ａ .Ｃａｉｒｄ[1] ａｎｄＬ .Ｆ .Ｊｏｈｎｓｏｎ[2 ] .ＲｅｃｅｎｔｌｙＦ .Ｓ .Ｅｒｍｅｎｅｕｘ[3] ｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈｅｌａｓｉｎｇｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｉｅｓｏｆＴｍ3 ｄｏｐｅｄｌａｓｅｒｃ…     

The Study on the Interaction between Tm3+ and Tb3+ Rare Earth Ions in YVO4 Crystal

In this paper the measurement result of transmission spectrum of Tb,Tm∶YVO4 is presented. The intensity Ωt, the probabilities of radiating transition, non-radiating transition, the cross-relaxation and the lifetimes of Tm3+ ions at 3H4 and 3F4 levels are calculated. The results show that when the concentration of Tm3+ ions >1.2 at.-%, the fluorescent lifetime of upper level 3H4 is shorter than that of lower level 3F4 due to the interaction between Tm3+ and Tb3+ ions, thus the lasing self-termination at ～1.5 μm can be eliminated.     

Er3+掺杂Ge-Ga-S-KBr硫卤玻璃的中红外发光和多声子弛豫的研究

用熔融急冷法制备了系列不同Er3+离子掺杂浓度的Ge-Ga-S-KBr硫卤玻璃,测试了样品折射率、吸收光谱、中红外荧光光谱。通过吸收光谱计算了Er3+离子吸收谱线的振子强度,应用Judd-Ofelt理论计算分析了Er3+离子在Ge-Ga-S-KBr硫卤玻璃中的强度参数Ωi ( i = 2 , 4 , 6) 、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比?和辐射寿命?rad等光谱参数。研究了808nm激光泵浦下样品中红外荧光特性与掺杂浓度之间变化关系,并用Futchbauer-Ladenburg公式分别计算了2.8?m处的受激发射截面。结果表明,在808nm 激光泵浦下观察到了2.8?m中红外荧光,分别对应于Er3+： 4I11/2?4I13/2跃迁,当Er3+离子掺杂浓度从0.4wt%增加到1.0wt%时,中红外荧光强度都随相应增加,计算的Er3+:4I11/2?4I13/2跃迁多声子驰豫速率分别为37 s-1。     

NaYF4 微晶与纳米晶中晶相对Tb3+ -Er3+ 耦合对下转换的影响

实验研究了晶相对下转换的影响。Tb³⁺ -Er³⁺ 耦合对将一个紫外光子(Tb³⁺ 的⁷F₆→⁵L₁)294 nm 剪裁成800 nm (Er³⁺ 的⁴I_9/2→⁴I_15/2) 和467 nm (Tb³⁺ 的⁵D₄→⁷F₆) 两个都能被GaAs 太阳能电池吸收的低能光子。采用水热法制备了NaYF₄六角相微晶和立方相纳米晶粒子,六角相由于具有热力学稳定性和有序的排列结构而更有利于量子剪裁过程的发生,相反在立方相结构中没有发现量子剪裁现象。分别采用294 nm 和355 nm波长的光对六角相NaYF₄进行激发,从发射光谱可以看出,下转换的实现是通过一个交叉弛豫过程完成的。实验结果表明,与熔融法相比,用水热法制备的NaYF₄ 的量子产率明显降低。     

镱铒共掺硼硅酸盐玻璃可见光波段扎得-奥菲而特理论分析

采用高温烧结工艺制备了多种掺杂浓度的掺铒硼硅酸盐玻璃、镱铒共掺硼硅酸盐玻璃样品.依据扎得-奥菲而特(Judd-Ofelt,J-O)理论计算了三价铒离子扎得-奥菲而特强度参量Ωk(k=2,4,6)和自发辐射寿命、自发辐射跃迁几率、荧光分支比、谱线强度等参量.用麦克库玻(McCumber)理论分析了镱铒共掺硼硅酸盐玻璃铒离子上转换红光(4F9/2→I15/2)、绿光(2>H11/2→I15/2)的受激发射截面.结果表明,随着掺铒硼硅酸盐玻璃中铒离子浓度的增加,扎得-奥菲而特参量Ω2变小;镱铒共掺硼硅酸盐玻璃的Ω2则随掺镱浓度的提高而增大,且高于已有的硅酸盐、氟化物、铋酸盐玻璃的相应值,同时上转换红光和绿光的受激发射截面略有增加.     

Er3+离子浓度对ZnS:ErF3薄膜交流电致发光特性的影响

本文研究了Er³⁺离子浓度对ZnS:ErF₃薄膜交流电致发光(ACEL)特性的影响。I(⁴F_9/2→⁴I_15/2)受Er³⁺离子浓度的影响较大,随Er³⁺离子浓度增高,I(⁴F_9/2→⁴I_15/2)增强,甚至超过I(²H关键词：     

热退火对ZnS:ErF3薄膜交流电致发光(ACEL)特性的影响

本文研究了退火温度以及退火时间的改变对ZnS:ErF3薄膜ACEL特性的影响。从ACEL光谱上可以看到,随退火温度增加或退火时间的积累,对应于4F9/2→4I15/2跃迁的谱线强度都有明显的增强。通过对EL衰减等实验结果进行分析,我们认为在不同的温度下退火将会产生不同的影响,当退火温度低于300℃时,退火将使ZnS的结晶性能得到改善,并使有效的发光中心数目增加,当退火温度高于300℃时,将产生一些新的缺陷。它们都导致了Er3+离子间交叉弛豫过程的加剧,使4F9/2能级的辐射得到加强。