Lu2SiO5:Ce透明薄膜改性及其发光性能

Lu2SiO5:Ce具有高密度、高光产额、快衰减等优点,是一种性能优异的新型X射线闪烁薄膜材料.本文采用溶胶-凝胶工艺和旋涂技术,以无机盐为原料、2-甲氧基乙醇为溶剂、聚乙二醇(PEG)为改性剂,在石英基片上成功制备出Lu2SiO5:Ce透明薄膜,较为详细地研究了PEG对该薄膜发光性能的影响.结果表明当采用浓度为12....     

Lu2SiO5∶Ce荧光粉的热释光特性研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术,分别在空气中和石墨提供的弱还原气氛下制备出Lu2SiO5∶Ce0.006荧光粉。通过分析样品的结构,光致激发、发射谱和热释光谱等特性,发现弱还原气氛下制备的样品不仅光致发光强度比空气中的强,而且热释光曲线中598K处的高温热释光峰也得到了抑制。进一步考察空气中制备的Lu2SiO5∶Ce0.006,Kx(x=0.01～0.08)荧光粉,结果表明就光致发光和热释光特性而言,K+共掺杂具有与还原气氛类似的作用。综合以上两方面分析结果,可认为598K处热释光峰是由与Ce4+相关的缺陷引起的,并对K+共掺杂LSO∶Ce发光增强的原因给出了合理解释。     

多晶Lu_2SiO_5∶Ce发光粉体中Ce价态的XANES表征及其VUV光谱特性

采用X射线吸收近边结构(XANES)谱对多晶Lu2SiO5∶Ce(LSO∶Ce)发光粉体中Ce元素的化合价状态进行了表征,结果表明:在空气下煅烧后得到的不同Ce掺杂浓度的LSO∶Ce粉体中,Ce3+在总掺杂Ce中的含量仅为18%~39%;而经1 000℃/2 h的氢气气氛下退火后,LSO∶0.5%Ce粉体中Ce3+的相对含量由39%大幅提高到83%。真空紫外(VUV)激发发射光谱表明:当Ce的掺杂摩尔分数为0.25%~1%时,Ce3+的摩尔分数与LSO∶Ce粉体的发光强度具有很好的关联性。氢气退火处理可以使LSO∶Ce粉体的发光强度提高近40%。LSO∶Ce粉体在变温条件(50~250 K)下的发射强度表现出良好的稳定性,未观察到热猝灭现象发生。     

Lu2Si2O7∶Ce纳米晶的溶胶-凝胶法合成和闪烁性能

采用溶胶-凝胶法制备了Lu2Si2O7∶Ce纳米晶,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱仪、X射线激发发射谱仪对制备的Lu2Si2O7∶Ce纳米晶的晶相结构、微观形貌和光学性能进行了表征。结果表明,溶胶-凝胶法制备的Lu2Si2O7∶Ce前驱体在煅烧温度为1000℃时开始晶化,晶粒尺寸随着煅烧温度的升高而变大,1200℃煅烧2 h后的晶体颗粒均匀,分散性最优,平均晶粒尺寸约为28.9 nm,呈近球形;Lu2Si2O7∶Ce纳米晶的紫外吸收谱存在峰位分别为304 nm和350 nm两个吸收峰,源自于Ce^3+离子的4f→5d跃迁;光致发射谱和X射线激发发射谱都表现为典型的非对称双峰结构,归属于Ce^3+离子的5d^1→2F5/2和5d^1→2F7/2跃迁,Ce^3+离子的最佳掺杂浓度约为1%;荧光衰减时间约为37.2 ns,可满足高时间分辨X射线探测需要。     

白光LED用碱土金属硅酸盐荧光粉的光谱性质

采用固相法合成了A:(SrBa)3SiO5:0.024Ce3 ,0.024Li ;B:Sr2.73M0.2SiO5:0.07Eu2 (M=Ba,Mg,Ca);C:(SrBa)3SiO5:xEu2 三个系列的硅酸盐荧光粉。测量了它们的激发光谱和发射光谱。Ce3 激活的硅酸盐荧光粉(A系列)有351,418nm两个激发峰,418nm这个峰较强。随着Ba离子含量的增加,发射光谱峰值波长出现了红移。因此,改变Ba离子的含量,可以改变荧光粉的发射峰值波长,进而调整白光LED的色坐标和显色指数等指标。Eu2 激活的硅酸盐荧光粉(B,C系列)激发光谱是从350～450nm的宽带激发。Ce3 激活的荧光粉发射峰波长要比Eu2 激活的短,在540～555nm左右,而Eu2 激活的发射峰波长在570～583nm范围。在Sr2.73M0.2SiO5:0.07Eu2 系列(B)中,M取Ba时效果较好。在(SrBa)3SiO5:xEu2 系列(C)中,x取不同值发射光谱的峰值波长和半峰全宽有所变化,但是变化的规律不是很明显。用这两种元素作为激活剂的硅酸盐荧光粉均比较适合用于近紫外、紫外和蓝光芯片封装白光LED。在Sr3SiO5:Ce3 ,Li 和Sr3SiO5:Eu2 中掺入Ba可以使发射峰红移。     

多孔PMP聚合物薄膜微结构控制

将二氧化硅(SiO2)微球为模板材料分散在聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)溶液中,通过对流自组装方法将其涂覆于基片上,经过热致相分离(TIPS)过程形成含SiO2微球模板的PMP薄膜,然后通过氢氟酸(HF)溶液腐蚀除去SiO2微球,获得了具有规则多孔结构的PMP聚合物薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)对含SiO2微球的PMP薄膜以及除去SiO2微球后的PMP多孔薄膜的微结构进行了表征。研究结果表明:SiO2微球在聚合物中呈有序排列,腐蚀除去SiO2微球后PMP薄膜有效复制了SiO2微球形成的有序结构,形成了有序多孔PMP薄膜。     

Si基CeO_2薄膜的发光特性

利用电子束蒸发技术在p型硅衬底上沉积了200 nm厚的CeO2薄膜样品,将样品置于弱还原气氛中高温退火后,观察到薄膜在385,418 nm以及445 nm左右出现三个明显的发光峰。结合激发光谱、吸收光谱以及XRD分析表明:CeO2薄膜在高温下容易发生失氧反应,出现Ce4+→Ce3+离子转变,Ce3+离子在紫外光的激发下,电子由O2p跃迁到5d能级,再由5d能级向4f能级跃迁,从而产生强烈的蓝紫外发射,而445 nm左右的发光峰则来自于SiO2薄膜的缺陷发光。样品选择900~1 200℃不同温度退火,并且在1 200℃下进行了不同时间的退火。研究结果显示:在1 200℃下进行2 h的退火,薄膜发光强度达到最大。     

共溅射和离子注入制备的SiO_2(Eu)薄膜中Eu~(3 )到Eu~(2 )的转变

采用共溅射方法和Eu离子注入热生长的SiO2 方法得到SiO2 (Eu)薄膜 ,Eu离子的浓度为 4%和 0 .5 % .对样品X射线吸收近边结构 (XANES)的研究和分析表明 ,在高温氮气中发生了Eu3 向Eu2 的转变 .SiO2 (Eu)薄膜高温氮气退火下蓝光的发射证明了这一结论     

M2SiO4:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3+,Tb3+)的发光性能

合成了系列M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba; Re= Ce3 ,Tb3 )样品,研究了样品在真空紫外区域的激发光谱和发射光谱.从激发谱可以看出:M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba; Re= Ce3 ,Tb3 )在147,172 nm有很强的吸收带.用Mg,Ca完全取代Ba2SiO4∶Tb3 中的Ba ,相对应的晶体的晶格参数逐渐增大,晶场的能量逐渐减少,其激发光谱随着碱土离子半径的增加向长波方向移动.在172 nm真空紫外光激发下,观察到M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba; Re=Tb3 和M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba; Re= Ce3 ,Tb3 )特征发射;在真空紫外激发下,随着M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba; Re= Ce3 ,Tb3 )中Ce3 含量的增加,M2SiO4∶Re的特征发射明显减弱,并分析讨论了相关发光现象的成因.     

M_2SiO_4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce~(3+),Tb~(3+))的发光性能(英文)

合成了系列M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3 ,Tb3 )样品,研究了样品在真空紫外区域的激发光谱和发射光谱。从激发谱可以看出:M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3 ,Tb3 )在147,172nm有很强的吸收带。用Mg,Ca完全取代Ba2SiO4∶Tb3 中的Ba,相对应的晶体的晶格参数逐渐增大,晶场的能量逐渐减少,其激发光谱随着碱土离子半径的增加向长波方向移动。在172nm真空紫外光激发下,观察到M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Tb3 和M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3 ,Tb3 )特征发射;在真空紫外激发下,随着M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3 ,Tb3 )中Ce3 含量的增加,M2SiO4∶Re的特征发射明显减弱,并分析讨论了相关发光现象的成因。     

Lu2Si2O7∶Ce晶体的闪烁性能

用提拉法生长了Lu2Si2O7∶Ce晶体,对该晶体的闪烁性能进行了研究。透射光谱表明,Lu2Si2O7∶Ce晶体的吸收边比Lu2SiO5∶Ce晶体向短波方向移动了25nm,使透光范围进一步拓宽。X射线发射光谱和UV激发发射光谱均具有典型的双峰特征,主峰在378nm。UV激发发射谱具有温度效应,即375K以上时,发光效率迅速降低;425K以上时,发光主峰位明显红移。衰减曲线符合单指数式衰减规律,常温下经UV激发后的衰减时间约为34ns。从曲线形态看,375K以下的衰减谱与室温下的几乎完全相同,拟合的结果在32.8～34ns之间;衰减时间的温度效应从375K开始显现,即随温度的升高,衰减时间有加速变短的趋势,到500K时缩短为6.72ns。热释光谱在488,553K处有两个热释光峰,但室温附近几乎观察不到热释光峰。     

Lu2Si2O7：Ce晶体的闪烁性能

用提拉法生长了Lu2Si2O7：Ce晶体，对该晶体的闪烁性能进行了研究。透射光谱表明，Lu2Si2O7：Ce晶体的吸收边比Lu2SiO5：Ce晶体向短波方向移动了25nm，使透光范围进一步拓宽。X射线发射光谱和UV激发发射光谱均具有典型的双峰特征，主峰在378nm。UV激发发射谱具有温度效应，即375K以上时，发光效率迅速降低；425K以上时，发光主峰位明显红移。衰减曲线符合单指数式衰减规律，常温下经UV激发后的衰减时间约为34ns。从曲线形态看，375K以下的衰减谱与室温下的几乎完全相同，拟合的结果在32．8～34ns之间；衰减时间的温度效应从375K开始显现，即随温度的升高，衰减时间有加速变短的趋势，到500K时缩短为6．72ns。热释光谱在488，553K处有两个热释光峰，但室温附近几乎观察不到热释光峰。     

不同衬底上Pb(Zr0.52Ti0.48)O3择优取向铁电薄膜的制备和研究

通过MOD法在Si(100)和Pt(111)/Ti/SiO2/Si基片上制备出LaNiO3 (LNO)薄膜.再通过修正的Sol-gel法,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si,LNO/Si(100)和LNO/Pt/Ti/SiO2/Si三种衬底上制备出具有择优取向的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜.经XRD分析表明,LNO薄膜具有(100)择优取向的类钙钛矿结构;PZT薄膜均具有钙钛矿结构,且在Pt(111)/Ti/SiO2/Si衬底上的薄膜以(110)择优取向,在LNO/Pt/Ti/SiO2/Si和LNO/Si(100)衬底上的薄膜以(100)择优取向.经场发射SEM分析和介电、铁电性能测试表明,在LNO/Si和LNO/Pt/Ti/SiO2/Si衬底上的PZT薄膜的平均粒径、介电常数以及剩余极化强度均比以Pt/Ti/SiO2/Si为衬底的薄膜大.     

光谱法确定离子束溅射Ta_2O_5/SiO_2薄膜的光学常数及其性能

采用双离子溅射的方法,在硅、石英基底上制备了单层Ta2O5、SiO2及双层Ta2O5/SiO2光学薄膜。结合Cauchy色散模型,利用石英基底上单层Ta2O5及双层Ta2O5/SiO2薄膜透射光谱曲线,采用改进的遗传单纯形混合算法,获得了Ta2O5和SiO2薄膜材料在400~700nm波段的光学常数。结果表明,理论分析值与实验测量值取得了很好的一致性,拟合出的单层Ta2O5薄膜折射率误差小于0.001,膜层厚度误差不超过1nm;双层Ta2O5/SiO2薄膜最大折射率误差小于0.004,最大厚度误差小于2.5nm。此外,还对400℃高温环境下双层Ta2O5/SiO2薄膜的微观结构、应力、表面形貌及光学性能变化进行了研究。     

双离子束溅射中红外SiO2薄膜热稳定性研究

通过双离子束溅射方法在蓝宝石、硅衬底上制备了单层SiO2薄膜,分析了SiO2薄膜残余应力、表面形貌、微观结构以及光学性能(可见-近红外0.4~1.2 μm和中红外3~5 μm波段)在400 ℃~1 000 ℃温度范围内的演化规律.研究结果表明:在400 ℃附近,SiO2薄膜残余应力存在局部极小值;SiO2薄膜光学性能的演化与膜层表面质量、内部残余应力及微观结构变化密切相关;经1 000 ℃高温处理后,蓝宝石窗口表面SiO2薄膜红外透射性能仍能保持很好的稳定性,且膜层表面没有出现显著的气泡、开裂等损伤形貌.该研究结果可为恶劣环境下光学窗口头罩表面薄膜系统的设计提供指导.     

荧光粉(Ca2.94-xLuxCe0.06)(ScMg)Si3O12的晶体结构和荧光性质

利用高温固相反应制备了一种由Lu改进的黄色荧光粉(Ca2.94-x LuxCe0.06)(ScMg)Si3O12(缩写为CKSMS:Ce3+),其中,0≤x≤0.94.同时研究了Lu含量对荧光粉的晶相、发光性质以及温度特性的影响.结果表明,Lu的引入导致荧光增强,其原因是由于Ce3+吸收增强而不是荧光粉内量子效率增加....     

Cl-离子修饰Ce3+掺杂SiO2材料发光峰的蓝移

采用溶胶凝胶技术通过添加Ce(NO3)3制备了掺杂Ce3 离子的纳米SiO2材料,进行了不同温度的氯化处理。采用电子能谱、吸收光谱以及荧光光谱对Cl-离子修饰Ce3 掺杂SiO2材料的成分及光学性能进行分析、测试,研究Cl-离子修饰对掺杂SiO2材料中Ce3 离子光学性能的影响。测试结果表明,经过氯化处理不仅可以明显提高Ce3 离子掺杂SiO2材料的发光强度,还可以使发光和激发波长产生明显的变化,发光波长由445 nm蓝移至390 nm,激发波长由326 nm蓝移至290 nm左右。这种转化具有可逆性,将经氯化处理的样品重新在空气中处理后,发光强度减弱,发光和激发波长也恢复到氯化处理前的位置。     

Au/SiO2纳米复合薄膜的微结构及光吸收特性研究

用多靶磁控溅射技术制备了Au/SiO2纳米多层薄膜.利用透射电子显微镜以及吸收光谱对Au/SiO2复合薄膜的微观结构、表面形貌及光学性能进行了表征和测试.研究结果表明:单层Au/SiO2薄膜中Au沉积时间小于10s时,分散在SiO2中的Au颗粒随Au的沉积时间的延长而增大;当沉积时间超过10s后,Au颗粒的尺寸几乎不随沉积时间变化,但Au颗粒的形状由网络状结构变为薄膜状结构.[Au(t1)SiO2(600)]×5多层薄膜在540-560nm波长附近有明显的表面等离子共振吸收峰,且吸收峰的强度随Au的沉积时间增加而增强.基于修正后的Maxwell-Garnett (M-G)有效媒质理论,讨论了金属颗粒的形状对等离子共振吸收峰的峰位和强度的影响.模拟的吸收光谱与实验吸收光谱形状、趋势及吸收峰位相符合.     

InP/SiO_2纳米复合膜的微观结构和光学性质

应用射频磁控共溅射方法在石英玻璃和抛光硅片上制备了InP SiO2 复合薄膜 ,并在几种条件下对这些薄膜进行退火 .X射线光电子能谱和卢瑟福背散射实验结果表明 ,复合薄膜中InP和SiO2 的化学组分都大体上符合化学计量配比 .X射线衍射和激光喇曼谱实验结果都证实了复合薄膜中形成了InP纳米晶粒 .磷气氛保护下的高温(5 2 0℃ )退火可以消除复合薄膜中残存的In和In2 O3 并得到了纯InP SiO2 纳米复合薄膜 .实验观察到了室温下纳米复合薄膜的明显的光学吸收边蓝移现象和光学非线性的极大增强     

非晶SiO_2薄膜中氧双键缺陷电子及光学特性的第一性原理研究

利用第一性原理对离子溅射沉积的非晶SiO2薄膜微观结构进行了分析、研究,结果表明,氧双键缺陷(SGs)可以作为体缺陷稳定存在于非晶SiO2中,SGs缺陷导致非晶SiO2薄膜材料禁带中引入了新的电子态,减小了禁带宽度;同时采用时相关密度泛函理论(TDDFT)对其光学特性进行了研究,得到非晶SiO2薄膜介电常数与入射光子能量间的关系曲线,从介电常数的虚部发现SGs缺陷在3.6eV处存在一个光学吸收峰.