U:CaF_2晶体的分凝特性与光谱性质

应用TGT法生长了直径为 75mm的U :CaF2 晶体 ,宏观上透明完整 .应用公式K0 =Cs Cl 计算了U在CaF2 晶体中的分凝系数等于 0 5 3.应用溶质分布一般公式Cs=K0 C0 (1-g) K0 - 1 ,计算U的浓度分布与测量值 ,数值符合说明晶体生长过程接近平衡状态 .分析不同条件下生长的U :CaF2 晶体的晶胞参数和吸收光谱 ,结果表明生长气氛决定U的价态及电荷补偿机理 :无PbF2 存在的条件下 ,U为 4价 ,晶体呈绿色 ;PbF2 的加入起到氟化去氧作用 ,U倾向于以离子半径最接近于Ca2 的U3 存在 ,晶体呈红色 .从晶体生长开始到结束的部位 ,U3 :CaF2 晶体吸收光谱的峰位不变 ,峰强呈现与U浓度相同的增加趋势 .U3 :CaF2 晶体外层厚约 5mm处呈黄色 ,含有U3 和U2 的混合价态离子 ,其原理是石墨坩埚的还原作用通过单质铅 ,使部分的U3 进一步还原成了U2 .     

K-Cs混合蒸气中K(4P)+Cs(5D)碰撞能量合并

测量了K- Cs混合蒸气中碰撞能量合并过程K(4P) +Cs(5D)→Cs(6S) +K(4D ,6S)速率系数,测量是相对于已知速率系数的过程[即Cs(6P) +Cs(5D)→Cs(6S) +Cs(7DJ) ]进行的。利用激光光解K2 和Cs2分子,得到Cs(6P ,5D)和K(4P)态原子,探测直接由光解离产生的原子发射的与由碰撞转移而布居的原子激发态发射的荧光的相对强度,结合Cs(6P)和K(4P)态的有效寿命,得到异核碰撞能量合并速率系数分别为2. 6×10 -9和3 .6×10 -9cm3 ·s-1。讨论了其他过程对速率系数的影响。     

掺Co钨酸镉单晶体的坩埚下降生长及光谱特性

应用坩埚下降法,采用70℃.cm-1的固液界面温度梯度与0.50 mm.h-1生长速度,生长出了初始Co掺杂摩尔百分浓度为0.5 mol%、尺寸为Ф25 mm×120 mm的钨酸镉单晶体。晶体呈透明深蓝色。用XRD表征了获得的晶体。观测到518,564和655 nm三个可见波段吸收带以及发光中心1 863 nm(1 323～2 220 nm)的超宽吸收带。可见波段的吸收归属于Co2+在八面晶格场中4T1(4F)→4A2(4F),4T1(4F)→4T1(4P)跃迁叠加,而红外波段的宽带吸收则为八面体场Co2+的4T1(4F)→4T2(4F)能级跃起所致。从吸收特性表明,Co离子掺杂于畸变的氧八面体中,呈现+2价态。根据吸收光谱计算出晶格场参数Dq=990 cm-1,Racah参数BC=726.3 cm-1。在520 nm波长光的激发下,观察到778 nm波段的荧光发射,归属于八面体晶格场中Co2+的4T1(4P)→4T1(4F)能级的跃迁。从吸收与荧光强度的变化推断:沿着晶体生长方向,Co2+浓度逐渐增加,有效分凝系数小于1。     

大尺寸掺钛铝酸铍(Ti~(3+):BeAl_2O_4)激光晶体的提拉法生长

应用提拉法技术,采用BeO:Al2O3:Ti2O3摩尔比=100:99.85:0.15的化学组分配比,以及选用合适的固液界面温度梯度与生长速度等优化工艺条件,成功地生长出了T3+离子掺杂、无气泡、无云层和核心、尺寸≈Ф60mm×85mm的粉红色Ti3+:BeAl2O4大尺寸晶体。测定了Ti3+:BeAl2O4晶体的激发与荧光光谱。沿着晶体生长方向,晶体的颜色变深。在激发光谱中观测到了502 nm与567nm的激发峰,在发射光谱中观察到了发光中心为710nm的宽带荧光。两激发峰与Ti3+离子的2T2→2E能级跃迁有关,710nm的荧光峰是由振动能级2E→2T2产生的。从不同部位晶体的吸收强度和颜色变化可得到Ti3+离子在BeAl2O4晶体中的有效分凝系数小于1。     

Mn的价态对La0.8Ba0.2MnO3电磁性能的影响

在2—390K温度之间研究了La_0.8Ba_0.2MnO₃的 磁矩、磁电阻与温度的关系.发 现以不同价态的Mn元素引入得到的La_0.8Ba_0．2MnO₃ ，性能虽然都存在金属 —绝缘体转变，以及在磁场作用下居里温度附近电阻率变化非常显著的特点，但是价态对磁 性转变温度T_C，金属—绝缘体转变温度T_mi，以及磁电阻极大 值温度T_MR的影 响都非常显著.三种价态相比较，使用二价Mn的电阻率最低以及磁性转变温度更接近室温.认 为影响材料性能的主要因素是材料制备时引进的Mn元素的价态，由于原料价态的不同而形成 的氧空位浓度变化，进而影响了Mn⁴⁺/Mn³⁺的比. 关键词： 价态 磁电阻 居里温度 金属—绝缘体转变     

Yb∶YAG晶体的晶胞参量及Yb~(3+)分凝系数的研究

应用提拉法生长出不同Yb3+ 浓度的Yb3xY3( 1-x) Al5O12 晶体 Yb3+ 离子的分凝系数 1是 1 .0 8±0 .0 1 ,与Yb3+ 离子掺杂浓度无关 研究了Yb3xY3( 1-x) Al5O12 晶体的晶胞参量 ,推导出联系晶胞参量、密度与Yb3+ 离子掺杂浓度的关系方程式     

ICP与吸收光谱测定LiNbO3, Zn:LiNbO3晶体中Cr3+离子的分布及有效分凝系数

应用坩埚下降法生长了掺杂Cr与双掺杂Cr，Zn的LiNbO3晶体。测定了掺杂晶体不同部位的吸收系数。用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)法测定了Cr离子在LN晶体中的浓度，并计算了Cr离子在LiNbO3晶体中的有效分凝系数。研究结果表明：在单掺杂Cr的LiNbO3晶体中，随着Cr^3 掺杂浓度从0．1增加到0．5mol％时，其有效分凝系数从3．75减少到2．49，Cr^3 离子在晶体中的浓度分布差异逐步减少；ZnO的掺入能有效地减少Cr^3 的分凝系数，然而ZnO掺杂浓度从3增加到6mol％时，其有效分凝系数且从1．85增加到2．25。可从ZnO组分对Cr离子的排斥作用及Zn离子在LN晶体中随掺杂数量变化的分凝现象解释了产生Cr离子浓度及有效分凝系数变化的原因。     

激光激发Cs+H_2系统形成CsH分子机理的实验研究

在Cs-H2混合系统中用激光将Cs原子激发到6P3/2能级,研究了CsH分子的形成机制.利用光学吸收法得到6P3/2态的密度及其空间分布,能量合并过程6P3/2+6P3/2→6D+6S1/2产生6D态原子;猝灭过程Cs(6P3/2)+H2(v=0)→Cs(6S1/2)+H2(v=2)产生H2(v=2)态.由6P3/2态原子密度及6D→6P3/2与6P3/2→6S1/2的荧光比得到碰撞能量合并速率系数,在不同的H2密度下,测量了转移荧光强度I895,得到了H2(2,J)态的产生速率系数kH2(2,J)=1.     

Ti:MgAl_2O_4激光晶体的提拉法生长及性能表征

通过构建合适的温度梯度,优化转速、生长速度等工艺条件,采用提拉法晶体生长技术,首次成功地生长出了Ti离子掺杂的Ti:Mg Al_2O_4晶体,晶体尺寸为?30 mm×70 mm, X射线摇摆曲线表明该晶体的结晶质量良好.对晶体的拉曼振动峰进行了指认.测量了Ti:Mg Al_2O_4晶体退火前后的透过和荧光发射光谱,结合电子自旋共振(ESR)谱图分析了晶体中Ti离子的价态.室温下Ti:Mg Al_2O_4晶体在480 nm附近有个宽带发射峰,其荧光寿命为14μs,是Ti:Al2O3、Ti:Be Al_2O_4晶体的4—5倍,长的荧光寿命有利于储能;发射截面为2×10~(–20) cm~2,较大的发射截面利于实现激光输出.因此, Ti:Mg Al_2O_4晶体是潜在的能够实现宽带可调谐蓝光激光输出的晶体材料.     

导模法生长铌酸锶钠锂单晶并验证相图

引 言 铌酸锶钠锂(简称 SNL) 单晶是5+1型的钨青铜结构的铁电体[1],由于它具有半波电压低、温度系数小的特性[2],近年来一直受到人们的重视.已经用提拉法生长了这种晶体[3]并测试了它的物理特性[4],证明温度系数对晶体中的锂含量是敏感的,增加晶体中的锂含量可使温度系数在较宽的温度范围内近似为零.用提拉法生长时,锂的分凝系数远小于1[3],而用导模法生长时能改善分凝系数[5],使晶体中的锂含量比用提拉法生长时有显著增加,从而可进一步改善晶体的温度系数.另外,采用导模法生长时固液界面高度是不变的,晶体不转动,因而熔体热对流的影响可…     

Codoping Na+ to modulate the spectroscopy and photoluminescence properties of Yb3+ in CaF2 laser crystal

Three kinds of Yb3+ - and Na+-codoped CaF2 laser crystal with different Na:Yb ratios of 0, 1.5, and 10 are grown by the temperature gradient technique. Room-temperature absorption, photoluminescence spectra, and fluorescence lifetimes belonging to the transitions between ground state 2F7/2 and excited state 2F5/2 of Yb3+ ions in the three crystals are measured to study the effect of Na+. Experimental results show that codoping Na+ ions in different Na:Yb ratios can modulate the spectroscopy and photoluminescence properties of Yb3+ ions in a CaF2 lattice in a large scope.     

蓝宝石中子辐照色心的研究

研究了中子辐照对蓝宝石(α-Al2O3)单晶体缺陷形成及光学性能的影响,对采用提拉法与温度梯度法生长的蓝宝石晶体进行中子辐照,通过对比辐照前后的吸收及荧光光谱变化,发现辐照使得蓝宝石晶体内形成F、F^ 和F2^ 色心缺陷,但不同方法生长的晶体样品中色心浓度差异明显。其中提拉法样品的F心浓度要高于温度梯度法样品,而温度梯度法样品中F^ 色心浓度要高于提拉法样品。分析表明,这与两种方法生长的晶体中杂质含量差异有关。通过研究辐照后晶体的热致发光谱发现提拉法与温度梯度法生长的蓝宝石晶体分别在145℃与150℃有明显的热致发光出现,采用初始上升法计算出两种方法生长的晶体的热致发光陷阱深度分别为1．15eV及1．05eV。     

Raman spectra of undoped and uranium doped CaF2 single crystals

Raman scattering experiments for nominally pure and uranium doped CaF2 single crystals were presented.In all crystals, the Raman active T2g vibration mode of CaF2 was observed, whose frequency shift and fullwidth at half-maximum (FWHM) broadening correspond well with defects and impurities in CaF2 lattice.Additional Raman peaks develop in nominally pure CaF2 with high etch pits density and U6+:CaF2crystals. Part of additional Raman peaks in the experimental results, which are assumed due to vibration modes from F- interstitials and vacancies, are in well agreement with the theoretical predications by employing the Green-function formulation.     

偏磷酸钛基体中四价铀离子的荧光

本文用蒸发溶液法制备了Th(PO3)4、U(PO3)4及掺杂了U4+的Th(PO3)4:U4+单晶,确定了β-U(PO3)4属于正交晶系Cmca-D2h18点群,α-U(PO3)4和Th(PO3)4都为三斜晶系P1或P1点群,给出了它们的晶格参数.测量了U(PO3)4吸收谱,和Th(PO3)4基体中U4+的激发和荧光谱.在近紫外光激发下,Th(PO3)4:U4+产生一组荧光,对应于U4+离子的6d-5f电子跃迁.270和298nm的荧光寿命约10ns,对应于电偶极跃迁.在波长为553nm绿光激发下,Th(PO3)4:U4+中四价铀的电子产生上转换效应,释放出358和533nm窄带荧光、它们属于U4+的5f-5f电子跃迁,分别对应于3P2-3H4和1I5-3H4。给出了相应的荧光和上转换效应的跃迁能级图.     

Domain,dielectric and optical studies in antiferroelectric (Pb,La) (Zr,Sn, Ti)O3 single crystals

Antiferroelectric (Pb, La) (Zr, Sn, Ti)O₃ (PLZST) single crystals have been successfully grown by flux method using PbO–PbF₂–B₂O₃ as the flux. The obtained crystals are pale yellow in color and translucent. Domain structures, dielectric constants and optical transmission measurements have been performed on the 〈001〉-oriented PLZST single crystals. Two types of domains, namely, 90° and 180° domains, are observed. The extinction of 90° domains at P/A: 0° reveals a tetragonal structure in the crystal. The sequence of phase transitions from antiferroelectric to ferroelectric and then paraelectric has been established with increasing temperature. According to the modified Curie–Weiss relationship, the PLZST crystal is in an intermediate state between normal and relaxor antiferroelectrics. The broad optical transparent region (from 0.4 to 7.0 μm) and high optical transmittance (up to 65%) indicate that PLZST crystals are promising for optical uses.     

掺钛宝石的光谱研究

用IFUS(Induction Field Up-shift Method)方法生长了浓度高,光学质量好的Ti:Al2O3单晶,通过测量Ti3+离子的吸收,激发,荧光光谱以及荧光寿命,分析研究了Ti:Al2O3单晶的发光特性和发光谱随温度的变化,(τFluo=3.1μs,300K;β=[Ti3+]/[Ti]=0.999,αm/αr=380,α488nm=9.5cm-1。     

Crystal growth and surface morphology of Pb,Bi, Sr,Ca, Cu,O, high T c superconductors

Two types of Pb, Bi, Sr, Ca, Cu, O superconducting single crystals: plate with a flat surface and bulk mica-like were successfully grown by a slow cooling method. As-grown crystal dimensions up to 1 cm² have been obtained. Magnetization and resistivity measurements indicate that the as-grown single crystals have a superconducting transition temperature at 85–90 K. Surface morphology observations by means of differential interference contrast microscope (DICM) and scanning tunneling microscope (STM) are reported.     

Indofluorides in the AMF3-InF3 systems (A=K, Rb, Cs and M=Mg, Zn) and optical properties of Cr:K0.38Mg0.38In0.62F3

Among the fluorides disclosed in the AMF₃-InF₃ systems (A=K, Rb, Cs/M=Mg, Zn), the most favorable material for optical applications in relation with the optical quality of its crystals is K_0.38Mg_0.38In_0.62F₃ (KMI), a distorted monoclinic Magnéli-bronze, which crystals are grown from the melt. Cr³⁺ introduced in this host is optically characterized by optical spectroscopy. The chromium ions in the single crystals occupy simultaneously centrosymmetric and non-centrosymmetric sites. The broad emission band (⁴T_2 g→⁴A_2 g transition) obtained in the near infrared range is characteristic of a small crystal field effect (Dq=1476 cm⁻¹). Crystal field analysis leads to a very good agreement between calculated and experimentally observed energy levels. Furthermore, dips observed in the absorption at about 15370 cm⁻¹ are related to the calculated mixing between the wave functions, connected with the ⁴T_2 g (⁴F) and ²E_g (²G) and ²T_1 g (²G) electronic levels.     

Pb~(2+)掺杂导致的CaF_2中Yb~(3+)离子三聚体合作发光猝灭

利用978 nm近红外光激发样品Ca F2∶Pb2+,Yb3+,在室温下观察到二价Pb2+离子在383 nm附近的紫外上转换发光。该发射峰对应于Pb2+离子的3P0"1A1g(1S0)跃迁。瞬态光谱测量结果表明:在这个材料体系中,Pb2+离子的激发来自于Yb3+离子三聚体的合作敏化。但是随着Pb2+离子掺杂浓度的提高,Yb3+离子三聚体遭到结构性破坏,导致其合作发光减弱。本文首次利用Pb2+离子掺杂造成Yb3+离子三聚体的结构性破坏,从而引起合作荧光猝灭,并对在Ca F2基质中因其他二价离子的掺入而造成的Yb3+三聚体合作发光猝灭给予了合理的解释。