蒸发冷凝法制备超细CeB_6和SmB_6纳米粉末及可见光穿透特性

采用蒸发冷凝法成功制备出了纳米稀土六硼化物CeB_6和SmB_6超细粉末.对所制备粉末物相、晶粒形貌、微观结构及光吸收性能进行了系统研究.结果表明,纳米CeB_6和SmB_6粉末主相为CaB_6-型立方晶体结构,球型形貌,平均晶粒尺度为50nm.高分辨透射电镜观察结果表明,在冷凝(结晶)过程中由于稀土元素Sm具有易挥发特性导致纳米SmB_6结晶过程中存在大量的晶体缺陷.光吸收结果表明,纳米CeB_6透射光波长为599nm,纳米SmB_6透射光波长为632nm,均表现出了可见光穿透的特点.为进一步定性解释光吸收机理,采用第一性原理计算了能带、态密度及等离子共振频率能量.     

掺铕纳米氧化锌的制备及其发光性质

以尿素为沉淀剂，与可溶性硝酸锌、硝酸铕反应制备纳米晶ZnO:Eu3+³⁺，通 过x射线粉末衍射、透射电子显微镜对纳米粒子的组成、结构、形貌及尺寸进行了分析和测定.研究 结果表明，制得的纳米粒子粒度均匀，粒径分布窄，最小粒径为8nm.详细研究了不同制备 方法、不同掺杂浓度及不同粒度等对ZnO:Eu3+³⁺发光性质的影响.为探讨纳米 掺杂材料的制备技术及发光方面的应用提供了可行的方法. 关键词： 光致发光 3+')" href="#">纳米晶ZnO:Eu3+³⁺ 均匀沉淀法     

Sm3+/Eu3+共掺四方相LaOF纳米体系中能量传递效应的光谱学研究

采用水热—烧结法制备了Sm3+/Eu3+共掺的LaOF纳米晶体颗粒,X射线衍射和透射电子显微镜表征结果显示,所制备的LaOF晶体的平均颗粒直径在60～80 nm之间,呈四方相,均匀性和分散性良好.通过442 nm连续光激发,在LaOF:Sm+/Eu3+纳米体系中实现了Sm3+向Eu3+的能量传递.运用光谱学方法对共掺纳米体系的荧光发射谱性质进行了分析,探讨了Sm3+/Eu3+能量传递的机理和动力学过程.实验结果表明,随着共掺体系中Eu3+掺杂浓度的增加,Sm3+向Eu3+传递能量的效率增高.     

CaF2：xYb3+, yEr3+纳米颗粒的合成及其上转换发光性质

采用水热合成法制备了CaF₂：xYb³⁺,yEr³⁺（x=0.1~0.8,y=0.01~0.08）纳米颗粒,利用X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜和F-4600荧光分光光度计表征了样品的物相和形貌尺寸,并探究了Yb³⁺和Er³⁺掺杂浓度对样品的上转换发光性质的影响。结果表明,所合成的样品为立方相,球形颗粒,平均直径为 12 nm,敏化剂Yb³⁺的最佳掺杂摩尔分数为20%,而激活剂Er³⁺的最佳掺杂摩尔分数为6%。此时,绿光与红光的强度之比最大。     

Eu(TTFA)3掺杂SiO2胶体球的制备与荧光光谱特性

制得了稀土配合物Eu(TTFA)3掺杂的SiO2胶体球，并用透射电子显微镜（TEM）和荧光分光光度计对其形貌和荧光光谱特性进行了详细地研究.TEM形貌分析表明，掺杂SiO2胶体颗粒具有球状的外形和光滑的表面，平均直径约为300 nm.荧光光谱分析表明，该稀土配合物掺杂胶体颗粒具有Eu3+离子典型的荧光光谱特性，荧光寿命约为290 μs.进一步分析实验数据，发现在Eu(TTFA)3掺杂浓度为质量分数0.5～1.5的范围内，荧光强度随着掺杂浓度的增加而增加，而荧光寿命几乎不随掺杂浓度而变化.     

空心半球形SrWO4和SrWO4∶Tb3+/Eu3+球形颗粒的合成及发光性能

采用水热法制备了空心半球形SrWO4及Tb3+、Eu3+掺杂的SrWO4球形颗粒,利用XRD、SEM、荧光光谱等研究其物相、形貌及发光性能。未掺杂的SrWO4具有空心半球形形貌,属四方晶系。SrWO4∶Tb3+及SrWO4∶Eu3+为球形颗粒,其相结构与未掺杂样品类似,形貌从空心半球形转变为球形颗粒。随着Tb3+掺杂浓度的增加,SrWO4∶Tb3+的形貌从球状变成由纳米棒构成的花状;随着Eu3+掺杂浓度的增加,样品中出现了单斜相的Eu2WO6,其形貌也发生了明显的变化。在紫外光激发下,SrWO4∶Tb3+及SrWO4∶Eu3+的发射光谱由钨酸根的宽带发射和掺杂离子的特征发射组成,分别表现出绿光和红光发射。Tb3+的最佳掺杂摩尔分数为3%,Eu3+的最佳掺杂摩尔分数为25%。     

LaF3纳米晶体中 Sm3+/Eu3+能量传递效应的光谱学特性

采用水热合成法,在较低的温度下制备了分散性,均匀性良好的 LaF3∶ Sm3+,LaF3：Eu3+和LaF3∶Sm3+／Eu3+纳米晶体样品。通过 X 射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和光致发光(PL)等手段,分别对 Sm3+／Eu3+单掺和共掺 LaF3纳米晶体的物相,表面形貌,晶粒尺寸和荧光特性进行了表征。XRD 和 TEM 检测结果显示,所制备的 LaF3纳米晶体呈六方晶体相,平均粒径在40 nm 左右。当采用波长为442 nm 的 He-Cd 连续激光器激发 Sm3+／Eu3+共掺 LaF3样品中的 Sm3+时,在样品发射光谱中观测到了Eu3+的特征荧光发射谱线,实现了 Sm3+向 Eu3+的能量传递。采用光谱学研究方法讨论了能量传递的机理和效率。结果表明,能量传递过程是 Sm3+的4 G5／2激发态与 Eu3+的 5 D 1和5 D 0激发态之间的交叉驰豫所致,并且随着 Eu3+的掺杂浓度的增大,共掺 LaF3∶Sm3+／Eu3+样品的发射谱中的 Eu3+的特征荧光发射强度也随之增强,这说明增加受主 Eu3+的掺杂浓度能够有效地提高 Sm3+→Eu3+能量传递的效率。     

水热法制备Eu3+掺杂β-Ga2O3粉体的结构及性能

采用水热法制备了Eu3+掺杂的β-Ga2O3粉体,利用X射线粉末衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱和发光光谱等测试手段对其物相、形貌和发光性能等进行了研究.结果表明:所得样品为单斜晶系的β-Ga2O3;在波长为325 nm的He-Cd激光器激发下,发射光谱的最强峰位于612 nm,属于Eu3+的5 D0→7F2电偶极跃迁;在模拟太阳光照射下,样品对甲基橙具有较高的光催化降解率,经过2h后,甲基橙的降解率可达到75％.     

纳米二氧化钛的量子尺寸效应及掺杂氧化锡对其光吸收的影响

采用溶胶 -凝胶法制备了量子尺寸的纳米氧化钛和锡掺杂的纳米氧化钛 ,经过不同温度的热处理得到不同尺寸的粉末样品 .通过X射线衍射 (XRD)和电子衍射 (ED)表征了不同样品的物相组成和粒径 (3～ 12nm) ,通过反射谱 (RS)深入研究了纳米氧化钛的量子尺寸效应及掺杂氧化锡对于纳米氧化钛光吸收性质的影响 .实验结果表明纳米氧化钛有明显的光吸收量子尺寸效应 ,掺杂氧化锡促进了二氧化钛的锐钛矿向金红石相的转变 ,降低了相变起始温度 .由于相变和尺寸变化两方面相反的作用 ,掺杂氧化锡对于二氧化钛光吸收边的位移影响不大     

激发波长和Eu2+的掺杂量对Sr4 Al14 O25:Eu2+,Dy3+发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法在低温、还原气氛下制备了长余辉发光材料Sr4 Al14O25:Eu2+,Dy3+.用X射线粉末晶衍射对其进行了物相鉴定,表明在1200℃已经得到纯相的Sr4Al14O25产物.研究了铕和锶的比值、激发光波长对所制备的Sr4 Al14O25:Eu2+,Dy3+发光性能的影响并对其影响机理进行了探讨.样品的发光性能测试结果表明:采用溶胶-凝胶法制备长余辉发光材料Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+,其灼烧温度比高温固相法灼烧温度低;激发光谱向长波方向延伸时,在488 nm处发射峰增强,在410 nm处发射峰减弱;在一定范围内发光强度随着Eu2+量的增加而增强,Eu2+的最佳掺杂量为0.007,Eu2+的掺杂量超过0.007时会发生浓度猝灭.     

稀土硼化物LaxCe1-xB6亚微米粉的制备及光吸收研究

以稀土氧化物La₂O₃和CeO₂为稀土源, 以NaBH₄为硼源在真空环境中通过固相反应成功制备出了分散性好的单相三元La_xCe_1-xB₆亚微米粉. 系统研究了掺杂元素La对CeB₆物相, 微观结构及光吸收性能的影响. 实验结果表明, La元素的掺杂没有改变CeB₆的物相和晶体结构, 而是无序替代了Ce原子晶位. 光吸收结果表明, 随着La掺杂量的增加La_xCe_1-xB₆分散液吸收谷波长从620 nm减小到610 nm出现了蓝移现象.     

“绿色”液体激光介质的非线性光学特性研究

 利用氧化钕和盐酸为原料制得Nd(phen)2Cl3(三氯二邻菲罗啉合钕),测得其光谱特性并以稀土氧化钕、苯甲酸和邻菲罗啉为原料制得绿色液体激光介质钕离子的配合物——NdB3phen（三苯甲酸—邻菲罗啉合钕）.利用飞秒激光器,采用单光束Z-扫描法研究了NdB3phen的三阶非线性光学特性.结果表明:当入射飞秒激光脉冲波长为400 nm,峰值功率密度为2.94×1014 W/m2,脉宽为117 fs时,测得样品NdB3phen的非线性折射率为－2.84×10－18 cm2/W|NdB3phen在开孔条件下呈现反饱和吸收现象,测出双光子吸收系数的值为9.11×10－12 m/W.实验结果表明,NdB3phen的双光子吸收系数和非线性折射率随着光强的增强而增大.     

Bi_(3.15)Nd_(0.15)Ti_3O_(12)纳米棒的拉曼和紫外吸收光谱研究

以Bi(NO3)3.5H2O,Nd(NO3)3.6H2O和Ti(OC4H9)4为原料,加入聚乙烯醇(PVA-124),采用水热法在200℃经48 h合成了铋层状钙钛矿结构掺钕钛酸铋(Bi3.15Nd0.85Ti3O12,BNdT)纳米棒,纳米棒直径约10~200 nm,长度达十几微米。利用Raman散射研究了掺钕对钛酸铋晶格结构的影响。掺钕钛酸铋和钛酸铋的Raman光谱表明,Nd取代了类钙钛矿层中A位的Bi,掺Nd改善了BTO的对称性和减小了TiO6八面体的畸变。利用UV-vis光谱研究了BNdT纳米棒的光吸收特性,BNdT纳米棒存在A(400 nm),B(275 nm),C(210 nm),D(196 nm)四个吸收带,分别对应于电子从Bi3+的基态1S0到激发态3P1,3P2,1P1的跃迁和电子从阴离子团TiO6八面体到带正电的Bi3+离子的跃迁。BNdT的带隙为4.3 eV,大的带隙归因于纳米结构的量子尺寸效应。     

Correlation between electronic structure and energy band in Eu-doped CuInTe_2 semiconductor compound with chalcopyrite structure

The Eu-doped Cu(In, Eu)Te_2 semiconductors with chalcopyrite structures are promising materials for their applications in the absorption layer for thin-film solar cells due to their wider band-gaps and better optical properties than those of CuInTe_2. In this paper, the Eu-doped CuInTe_2(CuIn_(1-x)Eu_xTe_2, x = 0, 0.1, 0.2, 0.3) are studied systemically based on the empirical electron theory(EET). The studies cover crystal structures, bonding regularities, cohesive energies, energy levels,and valence electron structures. The theoretical values fit the experimental results very well. The physical mechanism of a broadened band-gap induced by Eu doping into CuInTe_2 is the transitions between different hybridization energy levels induced by electron hopping between s and d orbitals and the transformations from the lattice electrons to valence electrons for Cu and In ions. The research results reveal that the photovoltaic effect induces the increase of lattice electrons of In and causes the electric resistivity to decrease. The Eu doping into CuInTe_2 mainly influences the transition between different hybridization energy levels for Cu atoms, which shows that the 3d electron numbers of Cu atoms change before and after Eu doping. In single phase CuIn_(1-x)Eu_xTe_2, the number of valence electrons changes regularly with increasing Eu content,and the calculated band gap E_g also increases, which implies that the optical properties of Eu-doped CuIn_(1-x)Eu_xTe_2 are improved.     

The optoelectronic properties of nitrogen- and carbon-doped nanocrystalline titania

Carbon- and nitrogen-doped nanocrystalline titania specimens were studied by optical spectroscopy and electron paramagnetic resonance. The doping of this material was established to result in the appearance of additional absorption in the visible spectral region. The doping with admixture nitrogen was revealed to lead to the formation of nitrogen-containing paramagnetic sites, namely, N· and NO· radicals. The effect of the recharging of the detected sites under light was revealed. The obtained results could be useful for the development of photocatalytic filters on the basis of doped nanocrystalline titania.     

YAG及其掺杂纳米粉体的结构与光学特性

由于透明多晶钇铝石榴石(YAG)陶瓷在高功率全固态激光器中巨大的应用价值,所以其研究在近几年引起了广泛的关注。YAG陶瓷与其单晶材料相比,可以实现大尺寸激光晶体,高掺杂浓度,并且制备的成本低。我们报道水热方法制备的纯YAG和硅、铷掺杂YAG陶瓷纳米粉体中掺杂与煅烧温度对陶瓷相组分、晶格参数和晶粒尺寸的影响。通过XRD和透射电子显微镜表征了YAG陶瓷及掺杂粉体的结构及其受到掺杂和烧结的作用,利用光吸收和发射谱研究了共掺杂和煅烧温度对YAG陶瓷粉体光学特性的影响。结果表 Si⁴⁺和Nd³⁺的共掺杂提高了Nd³⁺在YAG纳米体中的可溶度,促进了YAG相的生成,单相纳米Si/Nd:YAG粉体在920℃煅烧温度即可获得。它的光学特性与报道的单晶Nd:YAG一致。     

以Eu_2(CA)_3(phen)_2为掺杂剂的Eu~(3+)/TiO_2纳米粉体的制备及其谱学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了分别以Eu(NO3)3和Eu2(CA)3(phen)2(CA:樟脑酸;phen:1,10-菲咯啉)为前驱体,掺杂量为1%(原子摩尔比)的Eu3+/TiO2纳米粉体,通过差热-热重(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱等分析手段,对样品的结构和谱学性能进行了对比研究。研究表明,稀土Eu3+以有机配合物Eu2(CA)3(phen)2为前躯体掺杂时,能更有效抑制TiO2纳米粉体的颗粒度增长和晶相转变温度;且UV-Vis吸收峰有一定的红移现象。2种样品中均产生了Eu3+578nm(5D0→7F0),590nm(5D0→7F1)和612nm(5D0→7F2)处的特征发射光谱峰,612nm处最强发射峰为Eu3+特征红色发射峰。当稀土Eu3+含量相同时,以有机配合物Eu2(CA)3(phen)2为前躯体制备的纳米粉体发光强度更大。     

CeO2:Eu3+粉末的溶胶-凝胶法制备及发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同浓度Eu3 掺杂的CeO2发光粉,样品粉末在紫外光激发下发出明亮的橙红色光.利用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)和光致发光光谱(PL)对样品的结晶过程和发光性质进行了表征.XRD分析表明在0.2at.%～10at.%的Eu3 掺杂范围内,用溶胶-凝胶法合成的样品在500℃就结晶成纯相的CeO2:Eu3 多晶粉末.由于Ce4 和Eu3 离子半径十分接近,因而Eu3 在CeO2中具有较高的固溶度.PL激发谱中出现在300～390 nm的宽带激发峰起源于基质CeO2的吸收,电子吸收能量后,发生O2--Ce4 的电荷迁移,再将能量传递给Eu3 .PL发射谱显示Eu3 含量为6at.%的样品发光强度最强,随后出现浓度猝灭.导致发光出现浓度猝灭的机制是电偶极-电四极相互作用.样品烧结温度的升高,促使晶粒长大和结晶完整性提高,从而显著提高了CeO2:Eu3 粉末的发光强度.     

Effect of doping and annealing on the physical properties of ZnO:Mg nanoparticles

Well-dispersed undoped and Mg-doped ZnO nanoparticles with different doping concentrations at various annealing temperatures are synthesized using basic chemical solution method without any capping agent. To understand the effect of Mg doping and heat treatment on the structure and optical response of the prepared nanoparticles, the samples are characterized using X-ray diffraction (XRD), energy-dispersive X-ray (EDX), UV–Vis optical absorption, photoluminescence (PL), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) measurements. The UV–Vis absorbance and PL emission show a blue shift with increasing Mg doping concentration with respect to bulk value. UV–Vis spectroscopy is also used to calculate the band-gap energy of nanoparticles. X-ray diffraction results clearly show that the Mg-doped nanoparticles have hexagonal phase similar to ZnO nanoparticles. TEM image as well as XRD study confirm the estimated average size of the samples to be between 6 and 12 nm. Furthermore, it is seen that there was an increase in the grain size of the particles when the annealing temperature is increased.     

Ni-Nd-B合金的性能研究

采用电弧式熔体快淬/吸铸技术，制备了不同成分的Ni-Nd-B试样，借助X射线衍射、扫描电子显微镜、热分析法、静态磁性测试仪等手段进行了分析。研究发现，用电弧式熔体快淬/吸铸技术可以较成功制备系列直径6 mm的Ni-Nd-B大块非晶，且满足深度共晶成分试样表，表现出较理想的非晶形成能力。Ni4NdB材料具有约79.13 ℃的过冷度，Ni13Nd3B2材料具有约69.37 ℃的过冷度；Ni，Nd成分微量变化引起材料较明显的晶化趋向。此外，Ni，Nd成分微量变化导致材料矫顽力、饱和磁化强度减小。