(Y,G d)BO_3∶Tb~(3+)的真空紫外及紫外激发光谱特性

采用传统的高温固相反应法合成出(Y,Gd)BO3∶Tb荧光体,对所制得的荧光体进行了晶体结构分析,分析结果表明结晶良好。(Y,Gd)BO3∶Tb在147 nm真空紫外光激发下的发射主峰在544 nm(Tb3+的5D4→7F5跃迁),是一种绿色发光材料。样品的真空紫外激发光谱及紫外激发光谱表明,(Y,Gd)BO3∶Tb的基质吸收带位于150 nm附近。Gd3+离子对真空紫外区的光吸收有增强作用,存在着Gd3+→Tb3+的能量传递。测量了荧光粉在室温下的荧光衰减特性,其余辉时间约为8 m s,能够满足显示显像技术的要求。因此,(Y,Gd)-BO3∶Tb是一种有前景的PDP用绿色发光材料。     

氧化锌及纳米氧化锌研究进展

ZnO是一种重要的直接宽带隙半导体,室温下禁带宽度为3.37eV,激子束缚能为60meV,对于开发蓝绿、蓝光、紫外等多种发光器件有巨大潜力.纳米ZnO表现出与体材料明显不同的电学、磁学、光学、化学等性质,是目前纳米材料的研究热点之一.本文介绍了ZnO和纳米ZnO的一些基本性质,综述了近年来纳米ZnO的合成以及应用等方面研究的一些进展.     

(Y,Gd)BO3:Tb3+的真空紫外及紫外激发光谱特性

采用传统的高温固相反应法合成出（Y,Gd）BO3：Tb荧光体,对所制得的荧光体进行了晶体结构分析,分析结果表明结晶良好。（Y,Gd）BO3：Tb在147nm真空紫外光激发下的发射主峰在544nm（Tb^3＋的^5D4→^7F5跃迁）,是一种绿色发光材料。样品的真空紫外激发光谱及紫外激发光谱表明,（Y,Gd）BO3：Tb的基质吸收带位于150nm附近。Gd^3＋离子对真空紫外区的光吸收有增强作用,存在着Gd^3＋→Tb^3＋的能量传递。测量了荧光粉在室温下的荧光衰减特性,其余辉时间约为8ms,能够满足显示显像技术的要求。因此,（Y,Gd）-BO3：Tb是一种有前景的PDP用绿色发光材料。     

石英玻璃衬底上纤锌矿Mg0.25Zn0.75O薄膜的结构及光学性能

MgxZn1-xO材料是一种新型光电功能材料.采用溶胶凝胶法在石英玻璃上制备了Mg0.25Zn0.75O薄膜,理论结合实验研究了Mg0.25Zn0.75O薄膜的结构和光学性能.研究表明,石英玻璃衬底上Mg0.25Zn0.75O薄膜呈六方纤锌矿结构,薄膜均匀,平均粒径约为20 nm.吸收光谱表明吸收带边始于360 nm,相应的禁带宽度为3.83 eV.发光光谱包含三个发射峰,分别位于384.9 nm(3.23 eV),444.8 nm(2.79 eV)和533.6 nm(2.32 eV),激发光谱峰位于378 nm.由于Mg离子的间隙缺陷导致Mg0.25Zn0.75O薄膜晶格增大,禁带宽度变宽,紫外、蓝光和绿光发射分别红移59,14和12.6 nm.     

Cu元素对Cu(In,Ga)Se_2薄膜及太阳电池的影响

Cu元素成分对Cu(In,Ga)Se2(简称CIGS)薄膜材料的电学性质及其电池器件性能有很重要的影响.本文利用蒸发法制备了贫Cu和富Cu的CIGS吸收层(0.7Cu/(Ga+In)1.15)及相应的电池器件.扫描电镜和Hall测试发现,富Cu材料的结构特性(晶粒大、结晶状态好)和电学特性(电阻率低、迁移率高等)优于贫Cu材料,而性能测试表明贫Cu器件的效率优于富Cu器件.变温性能测试分析表明,贫Cu器件的主要复合路径是体复合,激活能与CIGS禁带宽度相当;富Cu器件的主要复合路径是界面复合,其激活能远小于CIGS禁带宽度,这大大降低了开路电压Voc,从而降低了电池效率.最后利用蒸发三步法制备了体材料稍富Cu表面贫Cu的CIGS吸收层,降低了短路电流和开路电压的损失,获得了超过15%的电池效率.     

离子束溅射氧化铪薄膜的能带特性

氧化铪是高激光损伤阈值薄膜领域内一种重要的高折射率材料,其禁带宽度和Urbach带尾宽度直接影响到薄膜的吸收和激光损伤阈值。针对离子束溅射沉积法制备的氧化铪薄膜,以基板温度、离子束电压、离子束电流和氧气流量为主要制备参数,提出了基于正交实验的光学带隙调整方法,并采用Cody-Lorentz介电常数模型表征了薄膜的禁带宽度和带尾宽度。研究结果表明,当置信概率为90%时,在影响氧化铪薄膜禁带宽度的制备因素中,影响权重从大到小依次为基板温度、离子束电流和氧气流量,采用低基板温度、中等离子束电流和低氧气流量制备参数组合,可以获得高禁带宽度的氧化铪薄膜;对带尾宽度影响最大的制备参数是基板温度,其他参数影响不显著,在高基板温度下可以获得较低的带尾宽度,这表明氧化铪薄膜的无序度较低。     

ZnO/Si异质结的光电转换特性研究

利用直流反应溅射方法在p型Si衬底上生长掺Al的n型ZnO薄膜,测量了由n型ZnO薄膜和p型Si衬底组成的异质结在黑暗和光照条件下的I-V特性,结果表明该异质结具有优良的整流特性,而且在光照条件下的反向电流迅速增大并很快趋于饱和.通过测量ZnO薄膜的光电流和异质结的光电压的光谱响应,初步分析了异质结的光电转换机理.测量结果显示,在入射光波长为380nm时光电流强度明显下降,反映出光电流与ZnO薄膜禁带宽度的密切关系;同时还发现,在与ZnO禁带宽度相对应的波长前后所产生的光生电压方向相反.推测这一现象与异质结的能带结构密切相关. 关键词： ZnO薄膜 异质结 光电转换 光谱响应     

光伏半导体器件对能量小于禁带宽度光子的响应机理研究

利用光子能量为0.12 eV的10.6 μm连续激光分别辐照了禁带宽度为0.91和0.33 eV的光伏碲镉汞探测器. 实验表明,激光辐照下禁带宽度为0.91 eV的探测器输出正电压,而禁带宽度为0.33 eV的探测器对激光的响应方向却与之相反. 为了研究此现象,利用功率密度一定的10.6 μm激光辐照不同开路电压状态下禁带宽度为0.91 eV的探测器,实验结果证实初始开路电压是产生输出电压反向现象的原因. 对这一机理进一步分析发现,光伏探测器在光子能量小于禁带宽度的激光辐照下,其开路电压是热激发载流子导致的热生电动势和自由载流子吸收导致的晶格热效应共同决定的. 关键词： 能量小于禁带宽度的光子 光伏碲镉汞探测器 热生电动势 晶格热效应     

Y3Al5O12：Ce^3＋的合成及真空紫外发光性质

采用高温固相反应及共沉淀法合成Y3-xAl5O12:Ce3 x(x=0.01,0.03,0.05,0.07,0.09)黄色系列粉末状发光材料.经X射线衍射分析产物为单相,属立方晶系,其结果与JCPDS标准卡(88-2047)相符.分析了两种方法合成的粉末样品的SEM照片,发现共沉淀法不仅能降低合成温度,对细化粉体晶粒粒度也有较大作用.检测了材料的真空紫外激发光谱和发射光谱.发现,Y3Al5O12:Ce3 的真空紫外激发光谱,在100~300 nm范围内呈三个带状峰,峰值分别在126,177,230 nm附近.随着Ce3 含量x由0.01增加到0.05,YAG:Ce3 发射强度逐渐增加到最大值,之后随着x继续增加其发射强度逐渐下降,呈现明显的浓度猝灭现象.     

纳米ZnO和ZnO-SiO2复合薄膜的光学性质研究

通过溶胶凝胶(sol-gel)法分别在玻璃衬底上制备了ZnO纳米薄膜和ZnO-SiO2纳米复合薄膜,并利用紫外.可见光分光光度计对薄膜的光学性能进行了分析.可见光一紫外透射谱显示,随着Zn0溶胶浓度从0.7 mol/L降低到0.006 mol/L,制备的ZnO薄膜从只出现一个380 nm(对应的光学禁带宽度为3.27 eV)左右的吸收边到在380和320nm(对应的光学禁带宽度为3.76 ev)左右各出现一个吸收边,并且随着ZnO溶胶浓度的降低,在380-320 nm波段内的透过率明显提高.而ZnO-SiO2复合薄膜只在310 nm左右出现一个吸收边.SiOO2的包覆宽化了ZnO的禁带宽度,包覆后的禁带宽度可达到3.87 ev.     

纳米棒状长余辉材料BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)的制备与发光性能

利用硝酸铝、硝酸钡、尿素为原料,以一定比例H_2O/正丁醇及H_2O/正丁醇/SBS的混合液作传递压力的介质,进行反应,然后将得到的前驱体在还原气氛下高温煅烧,得到亮度高,余辉时间长的BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)纳米棒状长余辉发光材料。TEM和SEM测试表明高温煅烧后得到的BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)为棒状结构,其激发光谱和发射光谱均为宽带,主发射峰分别为498 nm,是典型的Eu~(2+)5d→4f跃迁。该方法的特点在于:采用水热法合成的BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料一般需经过高温煅烧,容易结块,而在合成制得的产品经1 300℃高温煅烧后仍呈现分散性良好的棒状结构,不需球磨,且发光性能良好,可直接应用。同时将2种不同的实验条件进行比较,发现在不使用表面活性剂的条件下依然可得到分散性良好的棒状BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料。该制备方法有望在其他铝酸盐和硅酸盐系长余辉发光材料的制备中得到应用。     

基质组成对Eu,Dy共掺杂铝酸锶发光性能的影响

研究了基质组成对xSrO·yAl₂O₃:Eu²⁺,Dy³⁺体系长余辉发光性能的影响,并对其影响机理进行了探讨.XRD分析结果和长余辉发光性能表明,改变Al₂O₃/SrO比率可以获得长余辉发光性能较好的三种基质相:SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺、Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺,Dy³⁺和SrAl₄O₇:Eu²⁺,Dy³⁺.激发与发射光谱性能分析和余辉衰减特性分析结果表明,随着基质中Sr/Al比例的减小,激发光谱向短波方向延伸,发射峰蓝移,初始余辉亮度越高,余辉持续时间越长.热释光谱分析表明,贫锶相晶格中的陷阱深度与密度较大,因而显示出较好的长余辉发光性能.     

Ca~(2+)离子替代对Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Dy~(3+)结构和发光性能的影响

采用高温固相反应按化学式Sr4-xCaxAl14O25:Eu2+,Dy3+(x=0,0.8,1.6,2.4,3.2,4)配比原料,合成长余辉发光材料.X射线衍射分析表明当x2.4时,产物物相均为Sr4Al14O25正交结构;当x2.4时,产物物相转变为CaAl4O7单斜结构.对掺Ca量不同,但结构仍保持Sr4Al14O25的样品采用360nm激光照射,发射光谱表明样品发光均由以Eu2+为发光中心的电子4f65d→4f7跃迁所致,并且随着Ca掺入量的增加,样品发射光谱峰位逐渐蓝移.这是由于Ca2+取代Sr2+位置后,导致晶格收缩,影响Eu2+的5d能级劈裂情况,从而影响电子4f65d→4f7跃迁.余辉衰减检测和热释光谱分析发现,不同Ca掺入量的样品余辉衰减快慢不同,是由于其中存在的陷阱能级深度不同,且陷阱能级越深,其余辉时间越长.     

YVO4·xTiO2 : Eu3+荧光粉的发光性质

采用高温固相方法合成了YVO₄ ·xTiO₂ : Eu³⁺(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)粉末状发光材料,经X射线衍射分析结构发现材料为两相共存。一相为YVO₄,属四方锆英石结构;另一相为Y₂Ti₂O₇,属立方烧绿石结构。研究了YVO₄ ·xTiO₂ : Eu³⁺在UV及VUV激发下的光谱性质,讨论了Ti 的掺杂对材料发光性能的影响,发现适量的Ti的掺入可以提高材料 基质对UV及VUV的吸收。在UV及VUV激发下,YVO₄· xTiO₂ : Eu³⁺荧光粉的发射光谱主峰在616 nm和619 nm,证明Eu³⁺占据了晶格中非反演对称中心的位置。在YVO₄ ·xTiO₂ : Eu³⁺的激发光谱中,有一中心位于155 nm的吸收带,它属于基质的吸收带。     

长余辉发光粉Ba1-xCaxAl2O4:Eu2+, RE3+的发光特性及光谱分析

采用高温固相法制备了长余辉发光粉Ba1-xCaxAl2O4:Eu^2 ,RE^3 (RE^3 =Dy^3 ,Nd^3 ),测量了其发射光谱、激发光谱、余辉衰减光谱和热释光谱,分析了其发光特性。在紫外线的激发下样品的发射波长随着x的变化而变化,x从0到0．6的范围变化时,发射波长相应地从498nm减小到440nm,当x大于0．6以后,波长保持440nm不再变化。通过XRD光谱对其结构进行了分析,得出Ca离子在BaAl2O4基质中有极限溶解度x0=0．4,当x大于0．4时,基质结构中出现杂相。通过热释光谱,对基质中的陷阱情况进行了分析,解释了由于x值的不同而造成的余辉时间长短的差异。     

(Sr,Ca)4Si3O8Cl4基质中Eu2+的发光特性研究

采用高温固相法合成Sr4-xCaxSi3O8Cl4：Eu^2＋荧光材料,利用Van Uitert公式讨论Sr4-xCaxSi3O8Cl4：Eu^2＋中yEu^2＋的晶格环境和发光特性,确定晶体中有蓝色和黄绿色两种发光中心,并讨论了它们与光谱结构的对应关系。当0〈x〈0．5,Ca^2＋固溶入Sr4Si3O8Cl4基质晶格,Eu^2＋占据八配位Si^2＋格位,晶体主要产生蓝色中心的蓝绿色发射;当0．5〈x〈2,较大的Ca^2＋掺杂使晶胞参数变小,品格中的杂质束缚激子态的束缚增强,Eu^2＋处于杂质束缚激子中心所形成的激发态能量进一步降低,发射位于长波段方向并具有较大的Stokes位移,Sr4-xCaxSi3O8Cl4：yEu^2＋主要产生黄绿色中心的黄绿色发射光。     

Substitution priority of Eu~(2+) in multi-cation compound Sr_(0.8)Ca_(0.2)Al_2Si_2O_8 and energy transfer

A blue phosphor was obtained by doping Eu~(2+)into a multi-cation host Sr_(0.8)Ca_(0.2)Al_2Si_2O_8 through high temperature solid state reaction.The emission spectra show a continuous red-shift behavior from 413 nm to 435 nm with Eu~(2+)concentration increasing.The substitution priority of Eu~(2+)in Sr_(0.8)Ca_(0.2)Al_2Si_2O_8 was investigated via x-ray diffraction(XRD)and temperature properties in detail:the Ca~(2+)ions are preferentially substituted by Eu~(2+)at lower doping,and with the Eu~(2+)concentration increasing,the probability of substitution for Sr~(2+)is greater than that of replacing Ca~(2+).Accordingly,we propose the underlying method of thermal property to determine the substitution of Eu~(2+)in the multi-cation hosts.Moreover,the abnormal increase of emission intensity with increasing temperature was studied by the thermoluminescence spectra.The energy transfer mechanism between the Eu~(2+)ions occupying different cation sites was studied by the lifetime decay curves.A series of warm white light emitting diodes were successfully fabricated using the blue phosphors Sr~+_(0.8)Ca_(0.2)Al_2Si_2O_8:Eu~2 with commercial red phosphor (CaSr)SiAlN_3:Eu~(2+)and green phosphor(Y Lu)_3Al_5O_(12):Ce~(3+),and the luminescent efficiency can reach 45 lm/W.     

聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔/Y_2O_3:Eu~(3+)纳米复合材料的光致电子转移效应

采用原位脱氯化氢缩合聚合法制备了聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔/Y_2O_3:E~(3+)(PMOCOPV/Y_2 O_3:Eu~(3+))纳米复合材料。红外光谱证实了在Y_2O_3:Eu~(3+)表面的包覆层为PMOCOPV。紫外-可见吸收光谱表明与PMOCOPV相比,PMOCOPV/Y_2O_3:Eu~(3+)的最大吸收峰发生红移且强度提高。荧光光谱研究表明PMOCOPV/Y_2O_3:Eu~(3+)的最大发射波长发生红移且强度提高,荧光寿命得到增强,Y_2O_3:Eu~(3+)与PMOCOPV之间形成了光致电子转移体系,使得π电子离域程度增加,并且导致荧光量子效率提高。根据E_g与入射光子能量hv的关系,拟合了PMOCOPV/Y_2O_3:Eu~(3+)薄膜的光学禁带宽度,发现E_g减小。采用简并四波混频方法测试它们的三阶非线性极化率x~((3)),结果发现与PMOCOPV相比,PMOCOPV/Y_2O_3:Eu~(3+)纳米复合体的非线性光学响应逐渐增强,进一步说明PMOCOPV与Y_2O_3:Eu~(3+)之间形成了分子间光致电子转移体系,产生了复杂的分子间离域π电子非线性运动。     

纳米Gd2O3中两种格位Eu3+的电荷迁移态激发跃迁

观测了粒径分别为15,23,135m的立方相Gd2O3：Eu^3 的选择激发光谱、发射光谱和激发光谱。受强量子限域效应的影响,纳米Gd2O3：Eu^3 的激发光谱的强度表现出对颗粒尺寸的明显依赖性。用Jorgensen公式计算电荷迁移带的位置,与实验测得激发光谱中位置相一致。通过电荷迁移带不同位置的选择激发光谱可以分辨出立方相Gd2O3：Eu^3 中C2和S6格位Eu^3 的发光,从选择激发的发射光谱和激发光谱结果计算出C2和S6格位电荷迁移带的激发光谱,与实验结果相符合。     

Eu2+激活的硅酸锶材料的发光特性

采用高温固相法制备了Sr₃SiO₅ : Eu²⁺黄色发光材料,研究了Eu²⁺浓度及共激活剂等对材料发光性能的影响。结果显示,随Eu²⁺浓度的增大,Sr₃SiO₅ : Eu²⁺材料发射强度先增强后减弱,即存在浓度猝灭效应,根据Dexter理论,其浓度猝灭机理为电偶极-偶极相互作用。掺入共激活剂Yb、Tm均能提高材料的发射强度。利用InGaN管芯分别激发Sr_2.98Eu_0.01Tm_0.01SiO₅和Sr_2.98Eu_0.01Yb_0.01SiO₅材料,获得了很好的白光发射。