含铅空位的PbWO4晶体光学性质及其偏振特性的研究

利用完全势缀加平面波局域密度泛函近似，计算了含铅空位的PbWO₄（PWO）晶 体的电 子结构，模拟计算了复数折射率、介电函数及吸收光谱的偏振特性. 比较含铅空位的PWO晶 体与完整的PWO晶体的吸收光谱及其偏振特性，得到与铅空位相关的吸收光谱及其偏振特性 ，计算结果与实验结果基本相符. 计算得到的含铅空位的PWO晶体的光学偏振特性反映了PWO 晶体的结构对称性. 计算结果表明PWO晶体中350，420，550和680 nm的吸收带的出现与PWO 晶体中铅空位的存在直接相关. 关键词： 4晶体')" href="#">PbWO₄晶体 电子结构 光学性质 铅空位     

掺Gd3+,Y3+对PbWO_4低温热释光的影响

通过热释光方法研究了PbWO₄(PWO),PWO:Y³⁺,PWO:Gd³⁺多晶粉末及PWO,PWO:Y单晶的低温(<300K)热释光现象.多晶粉末中,掺杂Y³⁺或Gd³⁺都会大大降低甚至消除200K附近的热释光峰,同时产生新的热释光峰,分别位于125和150K(掺Y掺Gd).这表明掺三价离子除了起到电荷补偿作用以减少Pb³⁺,O^-浓度外,还可以产生新的陷阱能级.对于PWO:Y单晶,掺杂Y³⁺可以消除253K的热释光峰,即消除较深(～0.89eV)的陷阱,但PWO单晶中较浅的陷阱(～0.42eV)对应130K热释光峰仍然存在,对此进行讨论,它最可能源于氧空位缺陷.根据Pb³⁺,Gd³⁺,Y³⁺的电子库仑势不同,在PWO晶体中替代Pb²⁺后形成的电子陷阱深度有别(E_Pb>E_Gd>E_Y),从而解释了相应的热释光峰值温度的不同 关键词： 4')" href="#">PbWO₄ Y和Gd掺杂 热释光 陷阱     

F,Y双掺钨酸铅晶体的发光性能和微观缺陷

通过透射光谱、光产额(LY)和光致发光等发光性能测试，研究了F,Y双掺钨酸铅(PbWO₄ ，简称PWO)晶体的发光性能，并利用热释光曲线和正电子湮没寿命谱对F,Y双掺PWO晶 体中的缺陷种类和变化进行了分析. 结果表明：与未掺杂晶体相比，双掺样品在350nm附近 的透过率大大提高，吸收边向短波方向移动约30nm，光致发光谱中出现位于350nm的发光峰 ，双掺样品的LY(100ns内)为未掺杂PWO的2.7倍左右.晶体中主要存在的缺陷为(WO_{3)^{-关键词： F Y双掺钨酸铅闪烁晶体 高光产额 热释光 正电子湮没寿命谱}}     

用正电子湮没研究钙钛矿结构压电陶瓷中的点缺陷

用正电子湮没寿命谱技术对有意掺杂的或被杂质替代的钙钛矿结构压电陶瓷中的点缺陷进行了研究.掺杂了La³⁺的PbTiO₃，掺杂了Sr²⁺，Cd²⁺和La³⁺的Pb(Mg_1/3Nb_2/3)_0.375Ti_0.375Zr_0.25O₃，掺杂了Ca²⁺的BaT 关键词：     

+3价离子掺杂钨酸铅晶体发光性能和微观缺陷的研究

通过透射光谱、x射线激发发射光谱（XSL）的测试，研究了Bridgman法生长的几种不同+3价离子掺杂钨酸铅晶体的发光性能，并利用正电子湮没寿命谱（PAT）和x光电子能谱（XPS）的实验手段，对不同钨酸铅晶体的微观缺陷进行研究.实验表明，不同的+3价离子掺杂，对钨酸铅晶体发光性能的改善不同，并使得晶体中正电子俘获中心和低价氧的浓度发生不同变化.其中掺镧晶体的正电子俘获中心和低价氧浓度均上升，而掺钇和掺铋晶体的正电子俘获中心和低价氧浓度均下降，掺锑晶体则出现了正电子俘获中心浓度上升、低价氧浓度下降的情况.提 关键词： 钨酸铅晶体 +3价离子掺杂 正电子湮没寿命谱 x光电子能谱     

掺镧PbWO4闪烁晶体的缺陷研究

利用正电子湮没寿命谱(PAT)和X射线电子能谱(XPS)研究了掺镧所引起的PbWO₄ 晶体缺陷的变化.结果表明：掺镧后,PbWO₄晶体中的正电子捕获中心铅空位(V< sub>Pb)浓度增加,并进一步诱导低价氧浓度的增加.讨论了掺La的作用机制,认为掺 La将抑制晶体中的氧空位,增加铅空位浓度. 关键词： 掺镧钨酸铅晶体 正电子湮没寿命谱 X射线电子能谱 缺陷     

锰离子对镥基纳米晶体的荧光调控与增强

通过调控Mn²⁺的掺杂浓度,在镥基纳米晶体成功地实现了六方、四方混合相到纯四方相的相位转变,并详细讨论了其相变机理. 时域和频域光谱的分析表明,立方相Na₅Lu₉F₃₂：40% Mn²⁺,20% Yb³⁺,2% Ln³⁺（Ln=Er³⁺,Ho³⁺）纳米晶体内的准纯红色荧光发射主要由Mn²⁺和Ln³⁺之间的两步能量转移引起. Mn²⁺掺杂后引起了发光离子附近局域对称性的降低,使得电偶极跃迁的辐射速率明显增加,进而导致了上转换、下转换荧光的极大增强. 该研究结果在生物荧光成像、太阳能电池效率的提高方面具备潜在的、广阔的应用前景. 关键词： 镥基纳米晶体 电偶极跃迁 两步能量转移 局域对称性     

掺Gd~(3 ),Y~(3 )对PbWO_4低温热释光的影响

通过热释光方法研究了PbWO4 (PWO), PWO:Y3+, PWO:Gd3+多晶粉末及PWO,PWO:Y单晶的低温(<300K)热释光现象.多晶粉末中，掺杂Y3+或Gd3+都会大大降低甚至消除200K附近的热释光峰，同时产生新的热释光峰，分别位于125和150K（掺Y掺Gd）.这表明掺三价离子除了起到电荷补偿作用以减少Pb3+，O-浓度外，还可以产生新的陷阱能级.对于PWO:Y单晶，掺杂Y3+可以消除253K的热释光峰，即消除较深(～0.89eV)的陷阱,但PWO单晶中较浅的陷阱(～0.42eV)对应130K热释光峰仍然存在，对此进行讨论，它最可能源于氧空位缺陷.根据Pb3+，Gd3+，Y3+的电子库仑势不同，在PWO晶体中替代Pb2+后形成的电子陷阱深度有别（EPb>EGd>EY），从而解释了相应的热释光峰值温度的不同.     

CaWO4：Sm3+荧光粉的发光性质及其能量传递机理

采用沉淀法制备了不同Sm³⁺掺杂浓度的白钨矿结构CaWO₄荧光粉材料. 对CaWO₄:Sm³⁺ 材料的光致发光性质的研究结果表明, 在404 nm光照下样品可以实现色纯度较高的红光发射, 而短波紫外240 nm光照下除Sm³⁺的特征发射外还能观察到CaWO₄自激发发射, 能够获得较强的白光; 实验发现Sm³⁺掺杂浓度为2%时样品的发光强度最高; 通过对实验数据的分析确定了Sm³⁺之间的能量传递类型为电偶极-电偶极相互作用, 并计算了能量传递的临界距离大约为2.0 nm. 关键词： 光致发光 4：Sm³⁺')" href="#">CaWO₄：Sm³⁺ 荧光寿命 能量传递     

Eu3+掺杂的铌酸钠钾陶瓷的制备及性能研究

采用固相烧结法制备了Eu³⁺掺杂的铌酸钠钾（KNN）陶瓷。用X射线粉末衍射仪、荧光光谱测试仪和LCR精确阻抗测试仪等对其结构、发光性能和介电性能进行表征。XRD结果显示样品为钙钛矿结构。荧光分析结果表明,致密度对KNN陶瓷材料发光性能有一定的影响,Eu³⁺掺杂量是影响其发光性能的重要因素。其中掺杂Eu摩尔分数为4%的样品在930℃焙烧后其发光最强,在396 nm紫外光激发下,发射光谱最强峰在614 nm,对应于Eu³⁺的⁵D₀-⁷F₂电偶极跃迁。样品经3 kV/cm、110℃极化30 min后进行压电性能检测,结果表明提高Eu³⁺掺杂量以及陶瓷的致密度,可改善压电性能。其中掺杂4%Eu的KNN压电常数D₃₃最大为98 pC/N,在1 kHz、100℃时,介电常数最小为217,介电损耗tanθ=0.199,且仍然保持较高的居里温度T_c=426℃。     

Studies on the origins of the absorption spectra in PbWO4 crystal

The electronic structures and absorption spectra for both the perfect PbWO₄ (PWO) crystal and the three types of PWO crystals, containing V_Pb²⁻, V_O²⁺ and a pair of V_Pb²⁻-V_O²⁺, respectively, have been calculated using CASTEP codes with the lattice structure optimized. The calculated absorption spectra indicate that the perfect PWO crystal does not occur absorption band in the visible and near-ultraviolet region. The absorption spectra of the PWO crystal containing V_Pb²⁻ exhibit seven peaks located at 1.72 eV (720 nm), 2.16 eV (570 nm), 2.81 eV (440 nm), 3.01 eV (410 nm), 3.36 eV (365 nm), 3.70 eV (335 nm) and 4.0 eV (310 nm), respectively. The absorption spectra of the PWO crystal containing V_O²⁺ occur two peaks located at 370 nm and 420 nm. The PWO crystal containing a pair of V_Pb²⁻-V_O²⁺ does not occur absorption band in the visible and near-ultraviolet region. This leads to the conclusions that the 370 and 420 nm absorption bands are related to the existence of both V_Pb²⁻ and V_O²⁺ in the PWO crystal and the other absorption bands are related to the existence of the V_Pb²⁻ in the PWO crystal. The existence of the pair of V_Pb²⁻-V_O²⁺ has no visible effects on the optical properties. The calculated polarized optical properties are well consistent with the experimental results.     

First-Principles Study on the Electronic Structures for Y^3＋：PbWO4 Crystals

The possible defect models of Y^3＋：PbWO4 crystals are discussed by defect chemistry and the most possible substituting positions of the impurity Y^3＋ ions are studied by using the general utility lattice program （GULP）. The calculated results indicate that in the lightly doped Y^3＋ ：PWO crystal, the main compensating mechanism is [2Ypb^＋ ＋ VPb^2-], and in the heavily doped Y^3＋ ：PWO crystal, it will bring interstitial oxygen ions to compensate the positive electricity caused by YPb^＋, forming defect clusters of [2Ypb^＋ ＋Oi^2-] in the crystal. The electronic structures of Y3＋ ：PWO with different defect models are calculated using the DV-Xα method. It can be concluded from the electronic structures that, for lightly doped cases, the energy gap of the crystal would be broadened and the 420nm absorption band will be restricted; for heavily doped cases, because of the existence of interstitial oxygen ions, it can bring a new absorption band and reduce the radiation hardness of the crystal.     

Mechanism of Th, Zr doping in PbWO4 crystals

To check the doping mechanism of trivalent ion doping in PbWO₄ (PWO) and verify the formation of dipoles [2M_Pb³⁺-V_Pb], the researches on an investigation of tetravalent ion (Th⁴⁺, Zr⁴⁺) doped PWO was conducted by dielectric loss spectroscopy, thermoluminescence and optical absorption spectroscopy. The doping mechanism of tetravalent ion doping is similar to that of trivalent ion doping, while the dipole defects should be formed more easily due to the convenience for the two defects V_Pb and M_Pb⁴⁺ to get close to each other. However, in the case of Zr⁴⁺ doping, Zr was found to enter interstitial sites because of its small ionic radius, with the introduced charges compensated by V_Pb far away and hence does not exert an obvious influence on the performance of this material. Thus, no dielectric relaxation was found in the DS (dielectric spectra) experiment.     

掺钇钨酸铅晶体缺陷的理论研究

采用基于密度泛函理论的相对论性离散变分和嵌入团簇方法，计算了掺钇PbWO₄ 晶体中多 种相关缺陷的电荷分布和不同团簇缺陷结合能，由能量最低原理发现［2(Y³⁺Pb)-V″_Pb］缺陷在各相关缺陷形式中最为稳定.并运用过渡 态方法计算了轨 道跃迁的激发能，算出掺Y后晶体中O2p→Y4d的跃迁能量为3.9eV，表明掺Y不会引起晶体中3 50nm和420nm吸收.从掺Y对PbWO₄晶体电子结构的影响来看，其作用机理与掺La 的情况也有较大差异. 关键词： 4晶体')" href="#">PbWO₄晶体 密度泛函 掺Y 态密度分布     

Luminescence spectra of Eu ions and interstitial oxygen in PbWO4 crystal

The site-selective excitation and emission spectroscopy, and luminescence decay have been investigated under a pulsed, tunable, narrowband dye laser of the ⁵D₀→⁷F₀ region in the europium ions-doped lead tungstate PbWO₄ (PWO) in single crystal. In as-grown sample, the experimental results show that there is only one ⁷F₀→⁵D₀ excitation transition indicating the only one Eu³⁺ site in PbWO₄ lattices. The sequential annealing treatments were conducted to investigate the effects of oxygen components on the microstructure environments of Eu³⁺ in the lattices. The site distribution of Eu³⁺ was changed by the annealing in air atmosphere, which could create new sites in PWO lattices. Confirmation of interstitial oxygen and interpretations of charge compensation mechanism for the observed new sites were discussed in the context of site-selective excitation and emission spectra. The main Eu³⁺ site is related to the charge compensation by the [(Eu_Pb³⁺)-V″_Pb-(Eu_Pb³⁺)] complex; the other minor new sites after annealing are originated from [(Eu_Pb³⁺)-O″_i-(Eu_Pb³⁺)] defects. Emission spectra excited by 355-laser and RT-Raman spectra were also measured.     

氟离子掺杂钨酸铅闪烁晶体的发光特性

钨酸铅(PWO)晶体是一种综合性能非常优异的无机闪烁晶体,并且在高能物理研究领域已获得重要应用,但光输出偏低的缺点严重制约了它在非高能物理领域的应用.本文采用氟化铅作为掺杂剂,用Bridgman方法生长出了光输出比普通PWO晶体高出2—3倍的新型PWO晶体.紫外和X射线荧光光谱的测试结果表明,这种新型晶体的发光波长比纯PWO晶体红移了大约134 nm,即为553 nm,衰减时间也从几十纳秒延长到100 ns以上,且光输出随积分时间的增加而增强.此外,发射波长和光输出沿晶体生长方向存在明显的位置依赖性,初期     

Eu2－xPbxRu2O7中的金属-绝缘体相变和自旋玻璃态行为

通过对Eu_2-xPb_xRu₂O₇(x=0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0和1.8)系列样品的结构、电阻和磁化率的观测，结果发现，随着Pb替代浓度x值的增加，样品的电阻率逐渐减小，系统在x=0.8附近发生了金属-绝缘体(M-I)相变；Ru⁴⁺的局域磁矩及其自旋玻璃冻结温度T_G也随之降低. 在该体系中，Pb²⁺对Eu³⁺的部分替代使样品中载流子浓度增加，Pb的6p能带与Ru 4d电子的T_2g能带混合，能带得以拓宽，Ru 4d电子的巡游性增强，导致该体系物性的系列变化. 关键词： 自旋几何受挫 2-xPb_xRu₂O₇体系')" href="#">Eu_2-xPb_xRu₂O₇体系 金属-绝缘体相变 自旋玻璃态