高浓度Er/Yb共掺ZnO薄膜的结构及室温光致发光特性

采用射频磁控溅射方法制备了Er/Yb共掺ZnO薄膜,研究了退火处理对高浓度Er/Yb共掺ZnO薄膜的结构演化和光致发光(PL)特性的影响。X射线衍射分析结果表明:Er/Yb掺杂导致ZnO薄膜的晶粒细化及择优取向性消失,ZnO晶粒随退火温度的增加而逐渐长大。900℃退火时,出现Er3 、Yb3 偏析,退火温度高于1000℃时,薄膜与基体间发生了界面反应,1200℃时,ZnO完全转变为Zn2SiO4相。光致发光测量结果表明:高于900℃退火处理后,Er/Yb共掺ZnO薄膜在1540 nm附近具有明显的光致发光,发光强度在退火温度为1050℃时达到最大值;光致发光光谱呈现典型的晶体基质中Er3 离子发光光谱所具有的明锐多峰结构特征。此外,探讨了薄膜结构演化及其对光致发光光谱的影响。     

银颗粒对Lu2O3:Eu薄膜光学性质影响

采用溶胶凝胶和提拉法制备了含有银颗粒的Lu2O3:Eu薄膜,利用X射线衍射,吸收光谱,光致发光光谱(PL)及荧光衰减光谱对其进行了表征,结果表明:所得材料在800℃下结晶完好,在发射光谱中观察到了银颗粒导致的Eu3 的发光增强效应,讨论了银颗粒对LU2O3:Eu薄膜发光性质的影响.     

Er2O3薄膜的光学常数和介电性能

采用射频磁控反应溅射技术,在不同的Ar/O2流量比条件下制备了系列Er2O3薄膜样品.采用椭偏光谱和紫外一可见光透射光谱测试分析技术,研究了Er2O3薄膜的折射率、消光系数、透射率和光学带隙等光学常数与制备工艺的关系.研究了不同条件下制备的Er2O3薄膜的介电常数和Ⅰ～Ⅴ特性.结果表明,Er2O3薄膜的折射率、禁带宽度和介电常数随Ar/O2流鼍比的增加而增加,而消光系数基本不随Ar:O2流量比的变化而变化.在Ar:O2流量比为7:1制备的Er2O3薄膜具有较好的物理性能,在可见红外波段其折射率约1.81,消光系数为3.7×10-6,禁带宽度5.73 eV,介电常数为10.5.     

工作压强对硅掺杂辉光放电聚合物结构和性能的影响

采用辉光放电聚合技术,在不同工作压强条件下制备了掺硅的辉光放电聚合物(Si-GDP)薄膜.并采用傅里叶变换红外吸收光谱和X射线光电子能谱(XPS)对Si-GDP薄膜进行了表征,分析了压强变化对其内部结构及成分的影响.利用紫外—可见光谱对Si-GDP薄膜的光学带隙进行了分析.结果表明:Si-GDP薄膜中Si元素主要以Si—C,Si—H,Si—O,Si—CH₃的键合形式存在;随着工作压强的增大,薄膜中Si—C键相对含量先减小后增加;从Si-GDP薄膜的XPS分析可以发现,C—C与C C含 关键词： 硅掺杂辉光放电聚合物薄膜 工作压强 傅里叶变换红外吸收光谱 X射线光电子能谱     

溅射条件对ZnS薄膜的光学常量和微结构的影响

为了研究制备条件对射频溅射ZnS薄膜光学常量和微结构的影响,在浮法玻璃上制备了不同溅射气压、溅射功率和溅射温度的ZnS薄膜,利用紫外可见近红外分光光度计在300～2 500 nm的波长范围内测量了薄膜的透射和反射光谱,并通过光谱拟和计算出ZnS薄膜的光学常量以及禁带宽度.通过X射线衍射分析了薄膜的微结构随溅射温度的改变.研究结果表明,随着制备条件的不同,ZnS薄膜的光学常量和微结构会发生变化.     

硫化亚锡薄膜的可控制备及其光伏特性

由于具有较大的光学吸收系数与低廉的材料成本,硫化亚锡(SnS)在新型薄膜太阳能电池中展现出巨大的应用前景。为了实现SnS薄膜的可控制备,进而研究其光伏特性,首先,利用脉冲电沉积法在不同工艺条件下制备了一系列SnS薄膜;然后,通过X射线衍射(XRD)技术与扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的晶体结构与表面形貌进行表征,结合紫外-可见-近红外吸收光谱测试结果,研究两种不同开启脉冲电压对SnS薄膜禁带宽度的影响。同时,采用莫特-肖特基方程定量计算了SnS薄膜的导电类型与掺杂浓度。在此基础上,设计了基于Au/SnS/CdS/ITO异质结的原型光伏器件。在AM1.5标准太阳光照射下,原型器件开路电压为111 mV,短路电流密度为20.81μA/cm~2。为未来低成本、高性能的薄膜太阳能电池吸收层材料研究提供了理论基础和实验依据。     

外延生长Re-Ba-Cu-O(Re=Y,Er,Ho,Gd,Sm)超导薄膜的结构研究

利用平面靶直流磁控溅射装置成功地制备了外延生长 ReBa_2Cu_3O_(7-x)(Re=Y,Er,Ho,Gd,Sm)超导薄膜,其中 YBa_2Cu_3O_(7-x)薄膜的临界电流密度(77.3K)达到了1.4×10~6A/cm^2.利用 X 射线衍射和小角掠入射高能电子衍射技术分析了外延薄膜的晶体结构、晶格参数及外延取向.在(100)和(110)SrTiO_3衬底上外延生长的 ReBa_2Cu_3O_(7-x) 薄膜,由于衬底取向、衬底温度和氧分压的不同,显示出有四种不同外延取向的趋势.文中还讨论了影响薄膜外延生长的因素.     

Er3+注入CdTe薄膜的结构和光电性能研究

采用离子注入技术对近距离升华制备的CdTe薄膜进行Er3+掺杂研究.讨论了不同掺Er3+浓度对CdTe薄膜的结构和光电性能的影响.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、霍耳效应测试系统和复阻抗分析仪对样品进行测试.结果表明,适当的掺杂量可以改善CdTe薄膜的结晶性能,降低晶界势垒高度,提高其导电性能.在一定掺杂范围内掺Er3+对CdTe薄膜的光能隙影响不大.     

溅射制备纳米晶GaN:Er薄膜的室温发光特性

利用直流磁控共溅射方法制备了GaN:Er薄膜.X射线衍射结果显示薄膜为纳米多晶结构,根据谢乐公式,计算得到了GaN薄膜晶粒的平均大小为5.8nm;透射电子显微镜结果显示为非晶基质中镶嵌了GaN纳米颗粒,尺寸在6-8nm之间;紫外可见谱结果表明在500-700nm的可见光范围内,薄膜的平均透过率大于80%,在紫外可见谱基础上,利用Tauc公式计算得到了纳米晶GaN薄膜的光学带隙为3.22eV;最后,测量了GaN:Er薄膜的室温光致发光谱,获得了Er3 离子在554nm处的强烈绿光发射.     

Au/Bi共掺二氧化硅薄膜的制备及近红外光谱调控

根据X射线光电子能谱分析和选择性光致发光谱测试结果,探讨了Bi离子掺杂非晶二氧化硅薄膜的近红外发光来源。我们认为非晶二氧化硅薄膜中Bi离子的近红外发光来源于低价态Bi~+离子从轨道~3P_1层到~3P_0层的辐射复合跃迁和Bi~0从轨道~2D_(3/2)层到~4S_(3/2)层的辐射复合跃迁。此外,本文利用限制性晶化原理,通过在掺Bi二氧化硅薄膜中引入Au离子,实现了Bi离子相关的近红外发光峰位可调,荧光强度增大了300%。高分辨透射电子显微镜截面图片证实了非晶二氧化硅薄膜厚度约为90 nm以及不同尺寸、数密度Au量子点的形成。变温光致发光谱测试结果表明,部分Au离子可有效降低Bi离子掺杂非晶二氧化硅薄膜中羟基集团等非辐射复合中心密度。Bi离子掺杂非晶二氧化硅薄膜近红外发光来源的探讨以及通过Au量子点调控Bi离子近红外发光性质的讨论将有助于未来掺Bi发光材料的相关研究。     

X-ray diffraction studies of epitaxy in orthorhombic- DyMnO3/Er1Ba2Cu3O7-δ thin film heterostructures on LaAlO3 (100) substrates

The heteroepitaxy in DyMnO₃/Er₁Ba₂Cu₃O_7-δ bilayer thin films on LaAlO₃ (100) substates was characterized by four-circle X-ray diffractometry. The Er₁Ba₂Cu₃O_7-δ thin films on LaAlO₃ (100) substrates were prepared by molecular-beam deposition (MBD) and post-growth annealing in wet and dry O₂ at 880°C, whereas the DyMnO₃ thin films on the Er₁Ba₂Cu₃O_7-δ/LaAlO₃ (100) heterostructure were deposited by MBD and post-growth annealing in dry O₂ at 750°C. The conventional X-ray diffraction (XRD) patterns as well as pole figures (φ-scans) for specific (hkl) reflections were acquired. The Er₁Ba₂Cu₃O_7-δ thin film in the DyMnO₃/Er₁Ba₂Cu₃O_7-δ/LaAlO₃ (100) heterostructure showed [001] oriented epitaxial growth, as expected. The DyMnO₃ thin film on the Er₁Ba₂Cu₃O_7-δ epilayer in the heterostructure grew with (110) epitaxy in its metastable orthorhombic phase (lattice constants: a_o=5.272 Å, b_o=5.795 Å and c_o=7.38 Å). The heteroepitaxial relationships at the orthorhombic-DyMnO O₃ (110) /Er₁Ba₂Cu₃O_7-δ (001) interface was determined as the following: DyMnO₃ (110) Er₁Ba₂Cu₃O_7-δ (001), DyMnO₃ [1 0] ¶r; Er₁Ba₂Cu₃O_7-δ[100] or Er₁Ba₂Cu₃O_7-δ[010], and DyMnO₃ [001] ¶r; Er₁Ba₂Cu₃O _7-δ[010] or Er₁Ba₂Cu₃O_7-δ [100].     

ErP5O14非晶玻璃的红外量子剪裁

研究了Er_1.0P₅O₁₄铒非晶玻璃的红外量子剪裁现象. 从吸收谱和激发光谱的计算比较中肯定了Er_1.0P₅O₁₄非晶 玻璃的1537.0 nm红外荧光为多光子量子剪裁荧光. 从Er_1.0P₅O₁₄非晶玻璃的可见和红外荧光发射光谱中发现激发²H_11/2, ⁴G_11/2和⁴G_9/2能级所导致的⁴I_13/2→⁴I_15/2量子剪裁红外荧光很强;基于自发辐射速率、无辐射弛豫速率和能量传递速率等参数的计算,对其量子剪裁机理进行了分析.发现起源于基态的强下转换能量传递{²H_11/2→⁴I_9/2,⁴I_15/2→⁴I_13/2},{⁴G_11/2→⁴I_13/2, ⁴I_15/2→²H_11/2},{⁴G_9/2→⁴F_7/2,⁴I_15/2→⁴I_13/2}和{⁴G_9/2→⁴I_13/2, ⁴I_15/2→²H_11/2}是导致Er_1.0P₅O₁₄非晶玻璃具有强的三光子和四光子量子剪裁红外荧光的原因.研究结果对改善太阳能电池效率有一定意义.     

Coexistence of superconductivity and antiferromagentic order in Er2O2Bi with anti-ThCr2Si2 structure

We investigated the coexistence of superconductivity and antiferromagnetic order in the compound Er₂O₂Bi with anti-ThCr₂Si₂-type structure through resistivity, magnetization, specific heat measurements and first-principle calculations. The superconducting transition temperature T_c of 1.23 K and antiferromagnetic transition temperature TN of 3 K are observed in the sample with the best nominal composition. The superconducting upper critical field H_c2(0) and electron-phonon coupling constant λ_e−ph in Er₂O₂Bi are similar to those in the previously reported non-magnetic superconductor Y2O2Bi with the same structure, indicating that the superconductivity in Er₂O₂Bi may have the same origin as in Y₂O₂Bi. The first-principle calculations of Er₂O₂Bi show that the Fermi surface is mainly composed of the Bi 6p orbitals both in the paramagnetic and antiferromagnetic state, implying minor effect of the 4f electrons on the Fermi surface. Besides, upon increasing the oxygen incorporation in Er₂O_xBi, Tc increases from 1 to 1.23 K and T_N decreases slightly from 3 K to 2.96 K, revealing that superconductivity and antiferromagnetic order may compete with each other. The Hall effect measurements indicate that hole-type carrier density indeed increases with increasing oxygen content, which may account for the variations of T_c and T_N with different oxygen content.     

溶胶-凝胶法合成Sr3MgSi2O8:Eu3+ 红色荧光粉及其发光性能

采用溶胶-凝胶法合成了Sr_3MgSi_2O_8∶Eu~(3+)红色荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)等分析方法,对不同烧结温度(950,1 050,1 150,1 250℃)热处理4 h后得到的粉体的物相、形貌及发光性能进行了表征分析。由XRD表征结果可知,制备出的样品为正交晶系的Sr_3MgSi_2O_8;由扫描电镜及比表面积的测试结果可知,经过1 150℃热处理得到的荧光粉具有最大比表面积,可达到90.213 1 m~2/g,且粒径大小均一;由红外光谱图可知:样品中含有Si—O—Si、Mg—O和Sr—O化学键;在394 nm的激发波长下,所有样品在614 nm和702 nm处出现了强发射峰,分别对应于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2和~5D_0→~7F_4跃迁,属红光发射。随着热处理温度的升高,样品所对应的发射峰强度呈现出先增大后减小的变化趋势,即出现温度猝灭效应;经1 150℃热处理合成的Sr_3MgSi_2O_8∶Eu~(3+)红色荧光粉的发光性能最好,即最佳的热处理温度为1 150℃。     

Er3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃陶瓷的光谱性质

利用熔融淬火法在900℃下成功制备出原料比为60TeO2 -10CaF2 -25 H3 BO3-1 Er2 O3-4Yb2 O3的Er3+/Yb3+共掺杂透明玻璃陶瓷.利用XRD和TEM验证了玻璃陶瓷中存在Er2Te5O13纳米微晶,并由Raman测试得知其声子能量为886 cm-1.分别测量了其上转换和下转换发射谱,...     

A12o3钝化及其在晶硅太阳电池中的应用

介绍了A1203的材料性质及其原子层沉积制备方法,详细阐述了该材料的钝化机制（化学钝化和场效应钝化）,并从薄膜厚度、热稳定性及叠层钝化等角度阐释其优化方案．概述了Al203钝化在晶体硅太阳电池中的应用,主要包括钝化发射极及背面局部扩散电池和钝化发射极及背表面电池．最后,对A1203钝化工艺的未来研究方向和大规模的工业应用进行了展望．     

紫外应力发光材料SrMgSi2O6：Ce的制备与光谱性质研究

采用固相烧结法制备了3种紫外应力发光材料SrMgSi₂O₆：Ce_0.005、SrMgSi₂O₆：Ce_0.005,Er_0.015和Sr₂MgSi₂O₇：Ce_0.005,Er_0.015。XRD测试结果表明：SrMgSi₂O₆与Sr₂MgSi₂O₇具有相同的结构,掺杂离子的加入没有改变相结构。3种样品的荧光发射光谱很类似,均在330~400 nm紫外波段有较宽的发射谱带。应力发光曲线的测试结果表明,样品的应力发光强度与物体受力变化呈良好的对应关系,证明所制备的样品可以用来检测物体的受力情况。同时,研究了共掺杂离子以及改变基质结构对应力发光强度的影响,结果表明发光体中陷阱数目的增加以及基质对称性的降低有利于应力发光的产生。由于所开发的样品波长在紫外区,因而可以作为光源来激发其他颜色的光致发光材料从而实现多颜色应力发光材料的开发。     

BaO-Li2O-B2O3三元系中BaB2O4-Li2B2O4和BaB2O4-Li2O截面相平衡关系的研究

本文用X射线和差热分析方法对BaO-Li₂O-B₂O₃三元系中的两个截面:BaB₂O₄-Li₂B₂O₄和BaB₂O₄-Li₂O作了研究。在BaB₂O₄-Li₂B₂O₄赝二元系中发现了一个新的化合物4BaB₂O₄·Li₂B₂O₄。化合物在930±3℃由包晶反应形成,并与Li₂B₂O₄形成共晶反应。共晶温度为797±3℃,共晶点组分为79mol％Li₂B₂O₄。在BaB₂O₄-Li₂O截面中也存在化合物4BaB₂O₄·Li₂B₂O₄,其包晶反应温度从930±3℃随Li₂O含量增加下降到908±3℃。在组分60mol％Li₂O处形成另一个新的化合物2BaB₂O₄·3Li₂O。该化合物在630±3℃也是由包晶反应形成,并与Li₂O和Li₂CO₃分别形成共晶反应,共晶温度分别为400±3℃和612±3℃。在BaB₂O₄-Li₂B₂O₄和BaB₂O₄-Li₂O体系中都没有观察到固溶体。用计算机程序分别对化合物4BaB₂O₄·Li₂B₂O₄和2BaB₂O₄·3Li₂O的X射线粉末衍射图案进行了指标化,其结果:4BaB₂O₄·Li₂B₂O₄的空间群为Pmma,a=13.033?,b=14.630?,c=4.247?,每个单胞包含两个化合式单位;2BaB₂O₄·3Li₂O的空间群为Pmmm,a=4.814?,b=9.897?,c=11.523?,每个单胞也含有两个化合式单位。 关键词：     

多孔CeO2膜的制备及其光谱性能

以铈箔为原料,采用阳极氧化法和热处理法制备多孔的CeO₂膜。将阳极氧化铈膜分别在400,500和800 ℃下进行热处理,分别研究阳极氧化铈膜的晶体结构、组成和表面形貌,分别研究多孔的CeO₂膜红外光谱特征吸收和热膨胀性能。阳极氧化铈膜是Ce(OH)₃,CeF₃,Ce₂O₃,CeO₂和Ce的混合膜,并吸附水和乙二醇,其中Ce(OH)₃,CeF₃,Ce₂O₃分别为六方晶型结构,CeO₂和Ce分别为立方晶型结构。阳极氧化铈膜中的Ce(OH)₃,Ce₂O₃和Ce分别在400和500 ℃进行热处理时可能分别转变为CeO₂,分别在400和500 ℃热处理后的膜为CeF₃和CeO₂的混合膜。阳极氧化铈膜中的Ce(OH)₃,CeF₃,Ce₂O₃和Ce在800 ℃进行热处理时可能分别转变为CeO₂,在800 ℃热处理后的膜为CeO₂膜。该CeO₂膜是多孔的膜,且孔为直孔,在1 600～4 000 cm-1范围内具有强吸收。该CeO₂膜在170～900 ℃范围内热膨胀系数变化不大,该膜的热稳定性较好。     

不同退火温度的Al_2O_3:C薄膜热释光和光释光性能

α-Al_2O_3:C晶体的热释光和光释光性能优越,但其制备要求高,需高温和高还原气氛.与α-Al_2O_3:C晶体性能接近的α-Al_2O_3:C陶瓷,热释光峰不单一.本文采用两次阳极氧化法在0.5 mol/L的草酸溶液中5℃恒温制备高度均匀有序的多孔Al_2O_3:C薄膜,主要研究不同退火温度对其热释光和光释光特性的影响.结果表明,经不同温度退火后的Al_2O_3:C薄膜均为非晶结构;不同退火温度的Al_2O_3:C薄膜热释光的主发光峰约在310℃左右,符合通用级动力学模型.600℃退火后的Al_2O_3:C薄膜热释光灵敏度最强,其热释光剂量曲线在1-10 Gy范围内具有很好的线性响应,在剂量10-120 Gy范围内出现超线性响应;在相同的辐照剂量下,随着退火温度的升高(≤600℃)光释光的初始发光强度逐渐增强.不同退火温度的Al_2O_3:C薄膜光释光衰减曲线都呈典型的指数衰减且快衰减速率相比α-Al_2O_3:C晶体显著加快.600℃退火后的Al_2O_3:C薄膜光释光灵敏度最强,其光释光剂量响应曲线在1-200 Gy整体上都具有很好的剂量线性关系.与热释光相比,Al_2O_3:C薄膜的光释光具有更宽的线性剂量响应范围.此研究为Al_2O_3:C薄膜作为光释光辐射剂量材料做出了有益的探索.