Tm3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃的近红外发光及能量传递机理

采用高温熔融法制备了组分为TeO₂-ZnO-Na₂O的Tm³⁺离子单掺和Tm³⁺/Yb³⁺共掺碲酸盐玻璃,应用Judd-Ofelt理论计算分析了玻璃样品的强度参量Ω_t(t=2, 4, 6),自发辐射跃迁几率A,荧光分支比β和荧光辐射寿命τ_rad等光谱参量,测量得到了不同Yb³⁺离子掺杂浓度下玻璃样品的Tm³⁺离子上转换发光谱.结果显示,在980 nm泵浦光激励下玻璃样品发射出强烈的近红外上转换荧光.对Tm³⁺离子上转换发光分析表明,强烈的Tm³⁺离子近红外上转换发光主要来自于Yb³⁺/Yb³⁺离子间的共振能量传递以及基于单声子和双声子辅助的Yb³⁺/Tm³⁺离子间的非共振能量传递过程,并进一步计算得到了声子贡献比和能量传递系数.最后,计算分析了Tm³⁺:³F₄→³H₆能级间跃迁的1.8 μm波段吸收截面、受激发射截面和增益系数.研究表明,Yb³⁺/Tm³⁺共掺TeO₂-ZnO-Na₂O玻璃可以作为近红外波段固体激光器的潜在增益基质.     

Yb3+:Gd2SiO5晶体的结构和光谱性能

采用提拉法成功生长尺寸为φ30 mm× 75 mm的15at.%Yb³⁺:Gd₂SiO₅单晶, 并用Reitveld全谱拟合方法确定了其晶格常数、原子坐标和温度因子等参数. 用吸收光谱计算了Yb³⁺离子²F_7/2↔ ²F_5/2能级跃迁的振子强度、谱线强度、跃迁概率、 能级寿命和积分发射截面等光谱参数, 并根据激光性能评估得出结论: 表明该晶体具有较大的阈值特性, 有望采用大功率激光二极管泵浦实现可调谐或超快激光输出.     

玻璃中Nd3+离子4F3/2态的多声子弛豫及电子-声子相互作用

本文通过在不同温度下测定Nd³⁺离子⁴F_3/2态的荧光和寿命的方法,确定了Nd³⁺离子⁴F_3/2态的多声子弛豫率对温度的关系,并根据多声子理论和红外振动谱对过程进行了理论拟合,研究了五种玻璃⁴F_3/2态的多声子过程,确定了过程所涉及的声子能量和声子数目,分析了多声子弛豫率与基质性质的关系,进一步在钕玻璃中检验了多声子理论。     

CHCl3电子吸附速率常数的离子迁移谱

利用电晕放电离子迁移谱, 使用高纯氮气作为载气和迁移气体, 研究了电场强度在200～500 V/cm变化时CHCl₃的解离电子吸附速率常数, 得到样品所对应的电子吸附速率常数为1.26×10^-8～8.24×10^-9 cm³/(molecules s)．利用该装置测量了固定电场下,样品的电子吸附速率常数与样品浓度之间的关系．此外利用所获得的离子迁移谱图得到了不同电场强度下Cl^-与CHCl₃之间的离子分子反应速率常数.     

关于π-π共振态

本文从解析性和么正性出发,对具有共振行为的π-π散射分波振幅的形式作了普遍的讨论。理论中包含了一个标志与Breit-Wigner共振形式偏离的函数F_(l)^I)(v),当F_(l)^I)(v)=1时,振幅恰好具有Breit-Wigner共振形式。具体计算表明,这个函数与1有一定的偏离。利用ND^-1方法、交叉对称性、ρ与f⁰的Bootstrap近似,将所得到的振幅与-90的共振解。计算中考虑了非弹性过程和负半轴色散积分的贡献。计算结果得到,对于J=1,I=1态,v_R=6.4,Г₁=0.12;对于J=2,I=0态,v_(R2)=20,Г₂=0.016。这相当于m_ρ=762MeV,m_f⁰=1283MeV,ρ的半宽度约为45MeV。它们与目前的实验数据是很好符合的。     

J/ψ辐射衰变中θ(1720)宽共振峰的矩分析

本文用矩分析法对J/ψ辐射衰变产生的θ(1720)宽共振峰的结构进行了研究.由于f'₂(1525)和θ(1720)二共振峰有重迭,为此我们讨论了2⁺⁺(f'₂(1525))+0⁺⁺+0⁺⁺和2⁺⁺(f'₂(1525))+0⁺⁺+2⁺⁺二种三态耦合结构模式,这对于弄清θ(1720)这个宽共振峰的结构,确定可能包含在其中的二个共振态,例如G(1590)和f₂(1720)的质量、宽度、自旋以及其它重要性质,进一步认识这二个令人关注的共振态是有帮助的.     

面心晶格的固溶体的自由能

本文应用了Kirkwood方法去计算面心立方体的固溶体AB₃的自由能。在这个方法中,自由能被表为(kT)^-1的幂级数。我们的计算一直算到了(kT)^-4的系数。如果称原子排列的秩为S,称忽略O(kT)^-n的自由能为F_n,那末F_n与S的关系对于不同的n(n=2,3,4,5)是极不同的。事实上,F₃,F₅和S=0处始终为极小,使理论中看不到超点阵的结论。这说明自由能F对(kT)^-1的展开的级数收敛极慢。将F表为η≡e^{(-(V_AA+V_BB-2V_AB)/kT)}-1的级数(式中V_AA,V_BB,V_AB代表最近邻AA,BB,AB对的作用能)而称忽略O(ηⁿ)的自由能为F_n′那末F₂′,F₃′依然不给我们超点阵的结论,但由F₄′,F₅′我们非但获得了超点阵,并也看到了S的突变及固溶体的潜热。F₄′,F₅′是极相似的,使我们相信它们近似于真正的F。     

在高能碰撞中e+e－湮没的几率与间歇现象

在高能碰撞中,e⁺e^－湮没的电荷多重性可用负二项分布很好地描绘.阶乘矩F₂、F₃和F₄仅由3k表示出来.     

NaF晶体中电荷补偿掺杂Ce3+离子光谱性质的从头算

用从头算研究NaF晶体中Ce³⁺占据Na⁺格位时的光谱性质,电荷补偿由占据格位第一配位壳层的两个氟原子被氧取代 (O_F^') 或第二配位壳层的两个Na空位(_Na^') 来提供. 首先采用基于DFT的超单胞模型方法优化了Ce³⁺的局域结构,并构造以Ce为中心的镶嵌团簇,对其进行基于波函数理论的CASSCF/CASPT2/RASSI-SO计算,获得Ce³⁺的4f¹和5d¹组态分裂能级能量. 通过将4f→5d跃迁能量计算值与低温实验激发光谱比较,发现实验观测到的最低4f→5d跃迁谱带(390 nm)来自于两个最近邻O_F^'补偿的Ce³⁺离子,并不是文献中的两个次近邻V_Na^' 补偿的Ce³⁺. 最后从5d¹组态能级重心位移和晶场分裂两方面分析了由两个最近邻O_F^'取代造成最低4f→5d 跃迁红移约8000 cm^-1的原因.     

Tm3+/Yb3 :LiYF4单晶的高效近红外量子剪裁及其在光伏电池中的应用

采用改进的坩埚下降法成功地生长了Tm/Yb共掺氟化钇锂单晶. 该单晶体具有每吸收一个蓝色光子并能发射出2个1000 nm近红外光子的下转换发光效应. 测定了样品的激发光谱、发射光谱和荧光衰减曲线. 在465 nm蓝光激发下观察到由Yb³⁺：²F_5/2→²F_7/2能级跃迁所致的960～1050 nm 波段的发射带,此发光带源于Tm³ 对Yb³ 离子的能量下转换过程. 应用Inokuti-Hirayama模型,研究了晶体的能量转换过程,结果表明Tm³ 向Yb³ 的能量传递是一个电偶极子相互作用机制过程. 当Tm³ 与Yb³ 离子的掺杂浓度为0.49mol%与5.99mol%时,单晶的量子剪裁效率达到最大值167.5%.     

Eu3+离子对Li2O-Na2O-B2O3物理和光学特性的影响

The lithium sodium borate glasses doped with Eu³⁺ ion are prepared using melt quenching technique, their structural and optical properties have been evaluated. The density of prepared glasses exhibits an inverse behavior to the molar volume ranging from 2.26 g/cm³ to 2.43 g/cm³ and 26.95 cm³ /mol to 26.20 cm³ /mol, respectively. The absence of sharp peaks in XRD patterns confirms the amorphous nature of the prepared glasses. The absorption spectra yield four transitions centered at 391 nm (⁷F₀→⁵L₆), 463 nm (⁷F₀→⁵D₂), 531 nm (⁷F₀→⁵D₁), and 582 nm (⁷F₀→⁵D₀). The most intense red luminescence is observed at 612 nm corresponding to ⁵D₀→⁷F₂ transition under 390 nm laser excitations.     

Tm,Yb掺杂五磷酸盐非晶中的上转换蓝光发射

报道在室温下，高浓度Tm和高浓度Yb掺杂的五磷酸盐非晶在966nm半导体激光器激发下，Tm的¹G₄能级和⁴F₄能级分别产生峰位在480nm波长较强的上转换蓝光发射和很强的近红外780nm荧光发射．这一荧光发射是由于Yb的²F_5/2能级对966nm激光的强烈吸收，以及对Tm的相应上转换能级较强的能量传递而产生的上转换过程，Tm的浓度增大又使Tm的³F相似文献   

YBO3:Eu3+纳米晶发光特性

用水热法制备了YBO₃:Eu³⁺纳米材料，通过改变其反应条件对纳米颗粒的大小和形貌进行了控制，对其发射光谱进行分析并与体材料进行了比较.在纳米材料中，很大比例的稀土离子微观环境受到表面的影响.这种影响可能使稀土离子的Judd-Ofelt参数Ω₂增大，从而使Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂的发射加强，红色发光材料的色纯度提高.     

ABO3型晶体中氧的电子自发极化

计算O^-2在晶体场中出现的Jahn-Teller效应,得到具有电矩的2p_π3s3d₀杂化原子轨道。BO₆八面体共价性质决定了ABO₃晶体的各种极化相。理论给出P_s比值、钛位移大小和热力学参数ξ′,ζ′均接近于实验结果。统一解释了钛酸钡的三个相转变。相变条件给出七种晶体中氧的屏蔽常数平均值与Slater的值一致。     

超声喷雾共沉淀法制备的Lu3Al5O12∶Eu3+ 纳米粉体发光特性

采用新型超声喷雾共沉淀法技术,以Lu₂O₃、Eu₂O₃、Al(NO₃)₃·9H₂O为原料,制备了不同浓度Eu³⁺离子掺杂的Lu₃Al₅O₁₂纳米粉体.用X射线粉末衍射表征了获得纳米粉体的相,用扫描电镜观察了纳米粒子的形貌.测定了粉体的激发光谱、⁷F₀-⁵D₂声子边带谱与发射光谱.研究了不同高温烧结温度与Eu³⁺掺杂浓度对纳米粒子的发光强度与粒子形貌的影响规律.研究表明,当烧结温度高于900 ℃时,粉体发光强度明显增强,并且随着煅烧温度的增加,发光强度有所增强.Eu³⁺离子的最佳掺杂浓度为5~7 mol%.根据稀土离子Eu³⁺光学跃起矩阵元的特点,从发射光谱获得Eu³⁺光学跃起的J-O参量Ω₂与Ω₄.在Eu³⁺掺杂浓度均为5 mol%时,其强度参量达最小,电-声子耦合最强.然后随着掺杂浓度的进一步提高,强度参量略有增加,电-声子耦合减弱.说明Eu-O键强增加,共价性增强,Eu³⁺的局域环境对称性降低.Ω₂值低于Eu³⁺在玻璃与晶体基质中的情况,这是由于纳米粒子中存在着大量的缺陷以及晶体的结构畸变导致纳米粒子的对称性下降所致.     

Resonance Raman Study of Aggregated Meso-tetra(4-pyridinium) porphyrin Diacid

研究了近激子吸收带激发下四-(4-吡啶基)卟啉二酸(H₈TPyP⁶⁺)聚集体的共振拉曼光谱．测量了H₈TPyP⁶⁺单体和聚集体的紫外可见吸收谱和共振光散射光谱．在氘代位移的基础上结合相关体系振动光谱研究,对测得的H₈TPyP⁶⁺)单体和聚集体的拉曼谱带进行了指认．聚集体的形成导致H₈TPyP⁶⁺的卟啉环CC/CN面内伸缩振动向低波数方向位移2～6 cm^-1,而卟啉环鞍形面外振动带向高波数方向位移12cm^-1．基于拉曼谱带的强度和频率变化分析了聚集引起的H₈TPyP⁶⁺分子内结构变化和分子间氢键作用     

Ce3+ 掺杂高密度氧化物玻璃的闪烁性能研究

用高温熔融法制备了以SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-Gd₂O₃为基质系统Ce³⁺掺杂的玻璃样品, 测试样品的密度、紫外——可见透射光谱、紫外激发光谱和主要的闪烁性能, 并且把一部分闪烁性能和PbWO晶体及BGO晶体做比较. 着重研究了不同Ce³⁺掺杂浓度与Gd³⁺ 离子的含量对玻璃样品闪烁性能的影响规律. 结果表明: 玻璃样品具有较大的密度; 样品的X射线激发发射光谱发射峰位置都在390 nm左右, 当Ce³⁺ 离子的掺杂浓度为1.0 mol%(摩尔分数)、Gd₂O₃含量为15 mol%时, 玻璃样品的发光峰强度达到BGO晶体发光强度的90%; 同样验证了Ce³⁺ 离子具有浓度猝灭效应; Gd³⁺可以敏化Ce³⁺离子发光, 但是Gd³⁺离子到达一定浓度时, 反而会产生猝灭效应, 降低了Ce³⁺ 离子的发光. Ce³⁺ 离子掺杂SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-Gd₂O₃系统的闪烁玻璃有望替代闪烁晶体广泛应用于高能物理中.     

掺铒碲酸盐玻璃中的协作上转换能量转移

研制了组分为TeO₂-ZnO-Na₂O(TZN)和TeO₂-ZnO-La₂O₃(TZL)掺铒碲酸盐玻璃,测试了碲酸盐玻璃中Er³⁺离子⁴I_13/2能级荧光特性.结果发现,在较高的Er³⁺离子掺杂浓度下,碲酸盐玻璃的荧光强度随着Er³⁺离子掺杂浓度的提高而减小.分析表明,对于除     

AsO+同位素离子X2∑+和A2∏电子态的多参考组态相互作用方法研究

采用包含Davidson修正多参考组态相互作用(MRCI)方法结合价态范围内的最大相关一致基As/aug-cc-pV5Z和O/aug-cc-pV6Z, 计算了AsO⁺ (X²∑⁺)和AsO⁺(A²∏)的势能曲线. 利用AsO⁺离子的势能曲线在同位素质量修正的基础上, 拟合出了同位素离子⁷⁵As¹⁶O⁺和⁷⁵As¹⁸O⁺的两个电子态光谱常数. 对于X²∑⁺态的主要同位素离子⁷⁵As¹⁶O⁺, 其光谱常数R_e, ω_e, ω_ex_e, B_e和α_e分别为 0.15770 nm, 1091.07 cm^-1, 5.02017 cm^-1, 0.514826 cm^-1和0.003123 cm^-1; 对于A²∏态的主要同位素离子⁷⁵As¹⁶O⁺, 其T_e, R_e, ω_e, ω_ex_e, B_e和α_e分别为5.248 eV, 0.16982 nm, 776.848 cm^-1, 6.71941 cm^-1, 0.443385 cm^-1和0.003948 cm^-1. 这些数据与已有的实验结果均符合很好. 通过求解核运动的径向薛定谔方程, 找到了J=0时AsO⁺(X²∑⁺)和AsO⁺(A²∏)的前20个振动态. 对于每一振动态, 还分别计算了它的振动能级、转动惯量及离心畸变常数, 并进行了同位素质量修正, 得到各同位素离子的分子常数. 这些结果与已有的实验值非常一致. 本文对于同位素离子⁷⁵As¹⁶O⁺(X¹∑⁺), ⁷⁵As¹⁸O⁺(X¹∑⁺), ⁷⁵As¹⁶O⁺(A¹∏)和⁷⁵As¹⁶O⁺(A¹∏)的光谱常数和分子常数属首次报导.     

Er3+单掺及Er3+/Yb3+共掺SiO2-Al2O3-La2O3玻璃光谱性质研究

研究了单掺Er³⁺及Er³⁺/Yb³⁺共掺SiO₂-Al₂O₃-La₂O₃玻璃的光谱性质随稀土离子浓度变化规律,应用McCumber理论计算了玻璃在1.53 μm的发射截面及积分吸收截面.结果表明:在Er³⁺离子掺杂浓度相同时,玻璃在980 nm吸收截面与Yb³⁺掺杂浓度成反比;当样品中Yb³⁺离子掺杂浓度为3.94×10²⁰ cm^-3时,玻璃在1.53 μm的吸收截面和发射截面最大,在1.40～1.60 μm积分吸收截面也最大;Er³⁺/Yb³⁺共掺SiO₂-Al₂O₃-La₂O₃玻璃在1.53 μm的荧光半高宽随Er³⁺掺杂浓度升高而增加,当Er³⁺离子掺杂浓度为2.41×10²⁰ cm^-3时,玻璃的荧光半高宽(FWHM)达到52.5 nm.