若丹明B掺杂的SiO2凝胶的荧光光谱研究

以正硅酸乙酯（TEOS）和有机染料若丹明B（Rhodamine B)为原料，彩溶胶－凝胶方法（the sol-gel method)制备了若丹明B掺杂的SiO2凝胶，研究了SiO2凝胶的荧光光谱。报道了若丹明B在SiO2凝胶中的荧光光谱比在水中的荧光光谱发生红移，尤其在制备过程中的不同阶段，若丹明B掺杂SiO2凝胶的荧光光谱的峰位发生的一系列变化，从而得到了若丹明B在水中及若丹明B在SiO2凝胶制备过程之中，直至SiO2凝胶制备完毕的荧光光谱发生变化的全过程。还报道了在反应中的磁力搅抖阶段，采用回流过程和不采用回流过程两种方法时，对所得若丹明B掺杂SiO2凝胶的荧光光谱的影响。     

溶胶-凝胶法制备的GeO2-SiO2凝胶玻璃的红光发射

以3三氯锗丙酸和正硅酸乙酯为原料采用溶胶凝胶法制备了GeO2SiO2凝胶玻璃.室温下以532nm激光(Nd:YAG)激发GeO2SiO2凝胶玻璃有一强的发光峰,这种发光有两个发光带,其峰位分别在575nm和624nm.该发光现象是由镶嵌在GeO2SiO2凝胶玻璃中GeO2纳米颗粒产生的.利用吸收光谱和TEM对GeO2SiO2凝胶玻璃进行了表征,结果发现随着Ge含量的增加凝胶玻璃中GeO2纳米颗粒的尺寸越来越大,吸收边向低能边移动.X射线衍射和电子衍射确定GeO2SiO2凝胶玻璃中GeO2颗粒的结构为非晶结 关键词： GeO2-SiO2凝胶玻璃 溶胶-凝胶法 红光发射     

二元混合染料在SiO2凝胶膜中的发光光谱

在SiO2凝胶材料中掺杂香豆素102和若丹明6G混合染料后,二元染料之间存在着能量传递,其发光光谱比单一染料的光谱展宽.前者在SiO2凝胶基质中可调谐范围展宽到120 nm,混合染料在SiO2凝胶基质中发光光谱展宽,并且具有更高的能量转移效率.     

大气常压等离子射流清洗溶胶-凝胶SiO_2膜表面油脂污染物

采用大气常压等离子射流技术对溶胶-凝胶SiO2膜表面的油脂污染物进行清洗。利用分光光度计、扫描电子显微镜、红外光谱仪对溶胶-凝胶SiO2膜透过率、表面形貌、化学结构进行表征,并分析清洗前后溶胶-凝胶SiO2膜的激光损伤阈值变化。损伤阈值测试表明,1064nm波长的激光损伤阈值由污染后的16.08J/cm2上升到24.41J/cm2,与污染前24.72J/cm2的损伤阈值相当。同时还获取清洗的最佳时间为10s。清洗前后,溶胶-凝胶SiO2膜保持完好,且未产生新的有机污染物。研究结果表明:大气常压等离子射流技术可对溶胶-凝胶SiO2膜表面的油脂污染物进行有效地清洗,从而提高溶胶-凝胶SiO2膜的透过率和激光损伤阈值,为高功率激光装置的稳定运行提供保障。     

SiO2干凝胶中CdS量子点的光致发光性质

以正硅酸乙酯(TEOS)为SiO2的前驱物,硝酸镉为镉源,硫脲为硫源,用溶胶-凝胶法制备了CdS量子点掺杂的SiO2干凝胶,利用XRD、紫外-可见吸收光谱、光致发光谱对其性质进行研究.样品的测试结果表明在SiO2干凝胶的网状结构中形成了CdS量子点,平均粒径为5.1 nm.SiO2凝胶中CdS吸收峰位置明显蓝移.在一定...     

溶胶-凝胶法制备Polyme/MS/SiO2(M=Pb,Cd)复合纳米材料

采用溶胶－凝胶结合水热结晶技术,可成功把高聚物引入MS－SiO2网络结构。合成一种新型的有机－无机硫化物即Polymer/MS/SiO2(M=Pb,Cd)复合纳米材料,其中聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯酰胺等高聚物的引入将有效地防止无机粒子团聚,控制粒子尺寸,前者还能形成核－壳结构复合粒子。作者还详细讨论了该复合纳米材料的热分析,结果表明,聚合物的存在提高了原有MS－SiO2(M=Pb,Cd)材料的热稳定性。     

采用溶胶-凝胶法制备nc-Si/SiO2薄膜

溶胶-凝胶方法是近年发展起来的一种新型的材料制备技术，被广泛的应用于薄膜、均匀超细粉末和陶瓷涂层的制备中。本文以正硅酸乙酯(TEOS)为原料，在乙醇共溶剂和盐酸催化剂条件下，采用溶胶-凝胶方法制备含有纳米晶硅（nc-Si）的SiO2胶体溶液，通过旋涂法使溶剂迅速挥发而迅速凝胶化，经过适当温度的干燥和烧结制备了nc—Si／SiO2薄膜。探讨了胶体粘度、盐酸催化剂浓度、旋涂速度和时间对成膜质量的影响。给出了nc—S／SiO2薄膜的扫描电镜图像和表征nc-Si／SiO2薄膜组分的能谱图。     

共水解法制备GeO_2/SiO_2复合气凝胶初步研究

采用先共水解正硅酸乙酯和乙醇锗混合溶液、后以胺类化合物作为凝胶催化剂的方法制备了GeO2/SiO2复合氧化物湿凝胶,再将湿凝胶经超临界流体干燥获得了相应的复合氧化物气凝胶。对气凝胶的场发射扫描电镜和高分辨透射电镜分析表明,气凝胶为存在致密纳米团簇的网络结构。电子能谱分析表明,致密的纳米颗粒由富含GeO2的溶胶颗粒堆积而成,网络结构则主要以SiO2为主,这说明在"一锅法"制备复合气凝胶的过程中,GeO2将优先形成nm量级的颗粒而掺杂到SiO2气凝胶网络中。     

酞菁镍复合凝胶材料的制备及谱学研究

采用Sol gel湿化学工艺将水溶性的四磺化酞菁镍 (NiTSPc)均匀掺入SiO2 凝胶基质。考察SiO2 凝胶基质在溶胶 凝胶的转化过程中组织结构和粘度变化的相关规律及最终所获干凝胶孔结构的特征。对NiT SPc在此过程中电子吸收光谱的变化进行了系统的跟踪研究以考察其在溶胶 凝胶体系中的二聚行为 ,并结合复合体系微化学环境的改变对其进行了自洽解释。     

压敏漆基质SiO2溶胶制备及其性能研究

以正硅酸乙酯为前驱体，乙醇为溶剂，盐酸为催化剂，采用溶胶-凝胶法制备了用于压敏漆基质薄膜材料的SiO2溶胶。不同的成膜助剂对SiO2溶胶的涂膜性能影响较大，其中以异丙醇作为添加剂的溶胶涂膜性能最好。吸收光谱测试结果表明SiO2溶胶不吸收激发光，同时发射光谱研究结果表明SiO2溶胶发光波长为415nm左右，不影响压敏漆探针分子的发光。     

(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉的光谱研究及紫外激发色像图建立

采用高温固相法制备了新型(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉,其中包括3个二元碱土离子配比系列和3个代表性三元碱土离子配比系列(Ba不变而Mg/Sr比连续变化、Mg/Sr比不变而Ba含量连续变化)共计6个系列,并研究其光谱性能(激发谱和发射谱)、紫外(254和365 nm)发光照相记录及CIE值对应色像。借鉴三元相图的建立思路,由这些二元和代表性三元数据推导三元色像图,用于新型荧光粉的系统开发。所制备的荧光粉系列包括:Mg2SiO4-Sr2SiO4,Ba2SiO4-Sr2SiO4,Mg2SiO4-Ba2SiO4,Ba原子比含量为0.2(Mg/Sr原子比连续变化),Ba原子比含量为0.6(Mg/Sr原子比连续变化),Mg/Sr原子比为1/4(Ba原子比含量连续变化系列)。其对应的254 nm激发下光谱性能、发光照相记录、和CIE色像分析表明:Eu离子可以三价和二价形式存在于(Mg1-x-yBaxSry)2SiO4中;二元系列中(Mg1-xBax)2SiO4和(Ba1-ySry)2SiO4基体中随着Ba原子比的增加荧光粉逐渐由红(对应Eu3+5D0→7F1和5D0→7F2电子跃迁窄带发射)变绿(对应Eu2+4fn-15d→4fn电子跃迁发射宽带发射)且前者变化的更快;二元系列中(Mg1-ySry)2SiO4系列为红色荧光粉,且随着Sr含量增加红色发光增大;三元系列中(Bax(Mg0.2Sr0.8)1-x)2SiO4(Mg/Sr=1/4)随着Ba离子量增加荧光粉也逐渐由红变绿,其变化速度介于Mg/Sr比等于0(即Ba2SiO4-Sr2SiO4系列)和Mg/Sr比等于∝(即Ba2SiO4-Mg2SiO4系列);三元系列中(Ba0.2SryMg0.8-y)1.95SiO4为红色荧光粉,而(Ba0.6SryMg0.4-y)2SiO4随着Mg/Sr原子比增加逐渐由红转蓝绿光。365 nm激发下荧光发射的变化规律与254 nm激发下大体一致,但是同一样品在365 nm激发下其绿光波段发射要比254 nm激发要强且其红光波段发射要比254nm激发要弱,故(Mg1-xBax)2SiO4,(Ba1-ySry)2SiO4,(Bax(Mg0.2Sr0.8)1-x)2中对应的由红变绿时Ba含量分别为40at%,60at%,60at%(254 nm激发下60at%,80at%,70at%)且(Ba0.6SryMg0.4-y)2SiO4中由红变绿的Mg/Sr比为1/4(254 nm激发下为2/3)。据此建立Eu掺杂Ba2SiO4-Mg2SiO4-Sr2SiO4紫外激发色像图。借由色像图可知(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉紫外激发下发射光变化规律,即基体组分靠近Ba2SiO4端发射绿色而靠近Mg2SiO4或Sr2SiO4端发射红色,Mg/Sr比越大随着Ba原子的增加荧光粉的由红转绿的速度越快;同一样品在365 nm激发下其绿光波段发射要比254 nm激发要强且其红光波段发射要比254 nm激发要弱,(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉中当Ba>80at%,Mg>90at%(或Sr>80at%)荧光粉可分别用作高效绿色、红色荧光粉;此外,当组分为(Mg0.8Sr0.2)1.95SiO4∶0.05Eu,(Ba0.8Mg0.16Sr0.04)1.95SiO4∶0.05Eu是紫外激发下(254和365 nm)最好的红色和绿色荧光粉。     

纳米Zn_2SiO_4∶Mn包覆SiO_2颗粒的制备及表征

采用水热合成方法添加KOH在SiO2颗粒表面包覆Mn2+掺杂纳米Zn2SiO4,通过X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、能谱、光致发光(PL)光谱仪对产物的晶体结构、形貌及光学性能进行表征,并对Zn2SiO4晶体在水热反应过程中的反应机制进行了讨论。XRD测试结果表明:220℃水热条件下,添加少量KOH,反应不同时间后,可在石英砂表面生成一层Zn2SiO4;SEM照片显示所生成的Zn2SiO4为六棱柱形,并且不同反应条件下Zn2SiO4的包覆程度不同。反应产物经光致发光性能研究表明:Mn2+掺杂纳米Zn2SiO4包覆SiO2样品中显示两套光致发光谱,一套为250nm左右激发产生的522nm绿色发光带,另一套为340～410nm宽带激发的440nm蓝色发光带,前者为典型的Mn2+离子发光,后者440nm发光带则有可能来源于基体SiO2的氧空位缺陷。     

Ge(SiO2)n团簇结构和电子性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)对Ge(SiO2)n (n = 1—7)团簇的几何构型进行优化,并对能量、频率和电子性质进行了计算。 结果表明,Ge(SiO2)n的最低能量结构是在(SiO2)n端位O原子以及近邻端位O原子的Si原子上吸附一个Ge原子优化得到;随着锗原子数的增加,增加的锗原子易与原来的锗原子形成锗团簇。掺杂锗原子后团簇的能隙比(SiO2)n团簇的能隙小,当多个Ge原子掺杂到(SiO2)3团簇时,其能隙随着Ge原子个数的增加出现了振荡,Gem(SiO2)3的能隙从可见光区到近红外光区变化。二阶能量差分、分裂能表明Ge(SiO2)2和Ge(SiO2)5团簇是稳定的。     

基于热红外发射光谱的岩石SiO2定量反演模型研究

利用野外测量21种地表岩石的高光谱发射率数据,进行包络线去除和归一化处理后,运用逐步回归法进行波段选择,分析了SiO2含量与包络线去除后特征波段发射率的定量关系。在此基础上,通过比较12种SiO2光谱指数,建立了定量反演SiO2含量的最优模型。结果表明:构建的SiO2光谱指数能有效预测SiO2含量,其中基于11.18和12.36μm波段的归一化SiO2光谱指数(normalization silicon dioxide index,NSDI)的预测能力最高;与回归模型相比,光谱指数更简单、实用;研究结果在岩石种类鉴定及SiO2含量的高精度提取方面有重要应用价值。     

Semiconducting electronic property of graphene adsorbed on (0001) surfaces of SiO2

First-principles total energy calculations are performed to investigate the energetics and electronic structures of graphene adsorbed on both an oxygen-terminated SiO2 (0001) surface and a fully hydroxylated SiO2 (0001) surface. We find that there are several stable adsorption sites for graphene on both O-terminated and hydroxylated SiO2 surfaces. The binding energy in the most stable geometry is found to be 15 meV per C atom, indicating a weak interaction between graphene and SiO2 (0001) surfaces. We also find that the graphene adsorbed on SiO2 is a semiconductor irrespective of the adsorption arrangement due to the variation of on-site energy induced by the SiO2 substrate.     

ZrO2/SiO2溶胶-凝胶薄膜膜层间的渗透行为

 分别以丙醇锆和正硅酸乙酯为原料，采用溶胶-凝胶工艺制备了性能稳定的ZrO₂和SiO₂溶胶。用旋转镀膜法在K9玻璃上分别制备了单层SiO₂薄膜、单层ZrO₂薄膜、ZrO₂/ SiO₂双层膜和SiO₂/ZrO₂双层膜。采用原子力显微镜观察了薄膜的表面形貌，用椭偏仪测量薄膜的厚度与折射率，用紫外-可见光分光光度计测量了薄膜的透射率。对薄膜的透射光谱和椭偏仪模拟的数据进行分析，发现SiO₂/ZrO₂双层膜之间的渗透十分明显，而ZrO₂/SiO₂双层膜之间几乎不发生渗透。利用TFCalc模系设计软件,采用三层膜模型对薄膜的透射率进行模拟，得出的透射曲线与用紫外-可见光分光光度计测量的透射曲线十分符合。     

新结构电致发光薄膜器件各层的优化

本文比较了以SiO为预热层和以SiO2/Y2O3、SiO2/Ta2O5为复合预热层的新结构器件的发光亮度和传导电流,并拟合出这三种器件热电子能量,得出以SiO为预热层的新结构器件的热电子能量和发光亮度最高,比较了以SiO2和ZnS分别作加速层对发光和传导电荷的影响,得出在提高注入电荷方面,以ZnS做加速层优于SiO2做加速层；在提高热电子能量和发光亮度方面,以SiO2做加速层要好于ZnS做加速层。     

插指型SiO_2电流阻挡层对大功率LED外量子效率的影响

为了改善蓝光大功率LED芯片p电极处的电流拥挤现象,提高大功率LED芯片的外量子效率,在ITO透明导电层与p-GaN间沉积插指型SiO_2电流阻挡层。采用等离子体增强化学气相沉积的方法沉积SiO_2薄膜,再经过光刻和BOE湿法刻蚀技术制备插指型SiO_2电流阻挡层。采用SimuLED仿真软件分析插指型SiO_2电流阻挡层对大功率LED芯片电流扩展性能的影响,研究插指型SiO_2电流阻挡层对大功率LED芯片外量子效率的影响。结果发现,插指型SiO_2电流阻挡层结构可以有效改善p电极附近的电流拥挤现象。与没有沉积插指型SiO_2电流阻挡层的大功率LED芯片相比,光输出功率得到显著的提高。在350 mA的输入电流下,沉积插指型SiO_2电流阻挡层后的大功率LED芯片的外量子效率提高了18.7%。     

基于傅里叶红外光谱的SiO_2基相变储湿复合材料结构分析及性能优选预测

以SiO_2为载体材料、脂肪酸为相变材料制备具有相变调温性能与储湿调湿性能的SiO_2基相变储湿复合材料。采用等温吸放湿法和步冷曲线法测试不同脂肪酸用量的SiO_2基相变储湿复合材料相变调温性能与储湿调湿性能。利用傅里叶红外光谱测试SiO_2基相变储湿复合材料的结构组成,分析SiO_2与脂肪酸的嵌合机理。以SiO_2基相变储湿复合材料的傅里叶红外光谱特征吸收峰作为输入层,以SiO_2基相变储湿复合材料的脂肪酸用量、相对湿度52.89%下SiO_2基相变储湿复合材料吸湿平衡含湿量与放湿平衡含湿量的平均值、SiO_2基相变储湿复合材料从30~15℃降温所需的时间作为输出层,以S型激活函数作为隐含层,利用BE神经网络建立结构参数与综合相变储湿性能的SiO_2基相变储湿复合材料性能优选预测模型。结果表明,SiO_2基相变储湿复合材料中SiO_2与脂肪酸仅为物理嵌合,未发生化学作用;当脂肪酸用量0.079 mol时,所制备的SiO_2基相变储湿复合材料具有最优的综合相变储湿性能,即在相对湿度52.89%下的吸湿平衡含湿量为0.132 3 g·g~(-1)、放湿平衡含湿量0.147 5 g·g~(-1)、平衡含湿量的平均值为0.139 9 g·g~(-1),从30~15℃降温所需的时间为1 305 s;SiO_2基相变储湿复合材料的性能优选预测模型吻合性较好,具有较高的精确度,其预测值与实测值的相对误差为-2.07%和2.45%,可以用于优选预测SiO_2基相变储湿复合材料的储湿调湿性能和相变调温性能。     

Large-scale SiO2 photonic crystal for high efficiency GaN LEDs by nanospherical-lens lithography

Wafer-scale SiO2 photonic crystal （PhC） patterns （SiO2 air-hole PhC, SiO2-pillar PhC） on indium tin oxide （ITO） layer of GaN-based light-emitting diode （LED） are fabricated via novel nanospherical-lens lithography. Nanoscale polystyrene spheres are self-assembled into a hexagonal closed-packed monolayer array acting as convex lens for expo- sure using conventional lithography instrument. The light output power is enhanced by as great as 40.5% and 61% over those of as-grown LEDs, for SiO2-hole PhC and SiO2-pillar PhC LEDs, respectively. No degradation to LED electrical properties is found due to the fact that SiO2 PhC structures are fabricated on ITO current spreading electrode. For SiO2- pillar PhC LEDs, which have the largest light output power in all LEDs, no dry etching, which would introduce etching damage, was involved. Our method is demonstrated to be a simple, low cost, and high-yield technique for fabricating the PhC LEDs. Furthermore, the finite difference time domain simulation is also performed to further reveal the emission characteristics of LEDs with PhC structures.