由组分可控的LB膜前驱物法制备Y2O3稳定立方相ZrO2的超薄陶瓷膜

由有机LB膜技术发展了一种制备组分、厚度可控的无机超薄陶瓷膜的方法 .以Zr、Y的 β 二酮络合物的作为“表面离子”代替传统的亚相离子 ,沉积它们与花生酸的混合LB膜 .并将它作为前驱物 ,经臭氧处理和热处理 ,成功制得了Y2 O3 稳定的立方相ZrO2 超薄膜 (YSZ) .用X射线衍射 (XRD)、X射线光电子能谱 (XPS)等手段研究了YSZ薄膜的相结构和其组成 .结果表明 ,超薄陶瓷膜中Zr与Y的含量比率控制得很好 ,且形成Y2 O3 稳定的立方相ZrO2 .说明这种方法可以成功地用来制备组分和膜厚均可控的纳米陶瓷膜 .     

CeO2基固体电解质材料研究进展

用稀土或碱土氧化物掺杂的Ce02在较低的温度下(600-800℃)具有较高的氧离子电导率,是用作中低温固体氧化物燃料电池(SOFC)最合适的电解质材料之一。本文综述了近年来对以掺杂的CeO2作电解质的SOFC的性能的研究现状,分析了单掺杂和双掺杂两类情况,并对掺杂时应注意的问题进行了讨论。     

Ce3+/Eu2+共掺Ca3Si2O4N2荧光粉的光学特性

采用高温固相法制备了一种新型的白光LED用Ca3Si2O4N2∶Eu2+,Ce3+,K+荧光粉。利用X射线衍射仪对样品的物相结构进行了分析,结果表明:Ce3+和K+离子的掺杂没有改变Ca3Si2O4N2∶Eu2+荧光粉的主晶相。利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了测试,发现样品在355 nm激发下得到的发射光谱为峰值位于505 nm的单峰,是Eu2+离子5d-4f电子跃迁引起的。Ca3Si2O4N2∶Eu2+荧光粉通过Ce3+和K+离子的掺杂,发光明显增强。当Ce3+的摩尔分数为1%时,荧光粉的发光强度达到最大值,是单掺Eu2+离子荧光粉发光强度的168%。通过光谱重叠的方法计算Ce3+→Eu2+能量传递临界的距离为2.535 nm。     

Fe3+、Ce3+共掺杂γ-LiAlO2的发光性质

采用不同于传统固相反应法的制备方法合成了Fe,Ce 共掺杂γ-LiAlO₂。通过XRD和 SEM分析表明,采用这种方法能够成功获得尺寸小于10 μm的四方相结构γ-LiAlO₂荧光粉。从γ-LiAlO₂ ∶ Fe,Ce 的激发和发射光谱可以看出,通过引入少量的铈离子,我们首先发现了铈离子掺杂对样品的发光效率有明显的影响。并且随着铈离子浓度的增加,其发光效率也出现规律性的变化,而且发射光谱在Ce离子摩尔分数达到1.5%的情况下发光效率最强,当Ce离子摩尔分数达到3％时,发光效率明显下降。这种高效的荧光粉作为转光剂应用于人工植物照明和农用转光膜具有积极的意义。     

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。     

酞菁铜衍生物在酞菁酮—氧化铁纳米粒子交替LB膜中的分子取向

通过Langmuir-Blodett技术制备了酞菁酮－氧化铁纳米粒子交替LB膜,利用偏振紫外－可见光谱对酞菁铜衍生物在不同制膜条件下所制得的交替膜中的分子取向进行了研究。结果表明,在同一氧化铁溶胶亚相中,随着表面压的增大,或在相同的表面压下,随着亚相中氧化铁浓度的减小,酞菁铜分子在其复合LB膜中倾斜程度变大。     

酞菁铜衍生物在酞菁铜氧化铁纳米粒子交替LB膜中的分子取向

通过Langmuir Blodgett技术制备了酞菁铜 氧化铁纳米粒子交替LB膜 ,利用偏振紫外 可见光谱对酞菁铜衍生物在不同制膜条件下所制得的交替膜中的分子取向进行了研究。结果表明 ,在同一氧化铁溶胶亚相中 ,随着表面压的增大 ,或在相同的表面压下 ,随着亚相中氧化铁浓度的减小 ,酞菁铜分子在其复合LB膜中倾斜程度变大。     

原材料Y2O3的结晶性对Y2O2S:Eu3+发光特性的影响

为进一步提高Y2O2S：Eu^3＋的发光性能,采用改善主要原材料Y2O3结晶性的方法,使Y2O2S：Eu^3＋红色荧光粉在20kV和25kV下发光强度分别增强5％和10％,且不影响色度、粒度、粉体分散性等主要考核指标。提高了粉体的耐电压特性（发射强度与激发电压间的关系特性）。讨论和分析了发射强度增强、电压特性改善的原因：主要原材料Y2O3的结晶性的改善,使得合成的Y2O2S：Eu^3＋具有更好的晶体质量,Eu^3＋离子品场环境得到进一步改善,从而减弱了无辐射过程及因晶格畸变所造成的能量损失,发光效率得到增强,电压特性得刮改善。文验表明,获取高质量多晶Y2O3的最佳分解温度为1400℃左右。     

白光LED用Ce3/Sm3共掺玻璃和微晶玻璃的发光特性及能量传递研究

采用高温熔融法制备了一系列Ce3+/Sm3+共掺透明微晶玻璃,并研究了其发光特性.在微晶玻璃中Ce3+呈现出基于4f 5d跃迁的较强的宽带蓝光发射,通过调节Ce3+/Sm3+离子的掺杂浓度,Ce3+/Sm3+离子共掺微晶玻璃发光的色度逐渐发生变化,当CeO2/Sm2O3掺杂的量比为1∶1时,制得的微晶玻璃发光色坐标为(0.315,0.296).通过光谱和荧光衰减曲线,研究了Ce3+离子到Sm3+离子的能量传递,在SAZKNGC0.6S0.6微晶玻璃中,Ce3+离子向Sm3+离子传递能量效率约为20%.结果表明,Ce3+/Sm3+共掺微晶玻璃是白光LED的一种潜在基质材料     

Y型Langmuir-Blodgett膜中分子聚集行为的偶极作用模型

利用经典静电场理论，描述了Y型Langmuir-Blodgett (LB) 膜中棒状分子聚集行为的偶极作用模型，给出了Y型LB膜结构与光谱性质的关系.讨论了Y型膜中分子间距、层间距、分子取向、膜层数等结构参数对分子聚集行为的影响，并在此基础上比较了Y型膜和Z型膜分子聚集行为的异同.理论结果与实验规律符合较好.     

近紫外荧光粉SrAl_2Si_2O_8∶Ce~(3+)的光致发光特性

采用高温固相反应法制备了xCe~(3+)(x=0.01%,0.05%,0.10%和0.30%)激活的Sr_(1-x)Al_2Si_2O_8近紫外荧光粉,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)检测出荧光粉的物相结构,通过光致发光谱(PL)和激发光谱(PLE)表征了荧光粉的发光性质。结果显示,在中波紫外光激发下,发射峰位于长波紫外区,归属于Ce~(3+)的5d→2 F5/2和5d→2 F7/2跃迁。激发波长308nm时,观察到近紫外SrAl_2Si_2O_8荧光粉的发光强度随Ce~(3+)掺杂量增加而先增大后减小,同时发射峰位置红移。280和325nm波长选择性激发条件下的差异性发射行为表明SrAl_2Si_2O_8∶Ce~(3+)具有两种性质不同的发光中心,该结论由监测320和390nm发射时获得的形状具有明显区别的激发光谱亦可得以验证。离子半径的匹配性支持Ce~(3+)优先取代Sr~(2+),同时Van Uitert的经验公式估算结果推断出低浓度的Ce~(3+)生成九配位的Ce(Ⅰ)发光中心,高浓度掺杂情况下部分相互近邻的Ce~(3+)有效配位数减小,形成八配位的Ce(Ⅱ)发光中心。紫外280nm激发下峰位348nm的发射谱带源于Ce(Ⅰ)和Ce(Ⅱ)发光中心共同贡献,紫外325nm激发下发射峰位于378nm的发射带则主要对应于Ce(Ⅱ)发光中心。紫外光激发下Ce~(3+)发射出较强的近紫外光,表明SrAl_2Si_2O_8∶Ce~(3+)是一种适用于研发紫外荧光光源的荧光粉体材料。     

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。     

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。     

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。     

A molecular dynamics simulation of ultrathin oxide films onsilicon: Growth by thermal O atoms and sputtering by 100 eV Ar+ ions

Molecular dynamics was applied to study the growth and sputtering of ultrathin oxide films on (100) Si surfaces. A multibody potential which stabilized the Si/SiO₂ interface was used for this purpose. Oxide growth by exposure to O atoms was found to follow Langmuir-type kinetics with unity initial sticking coefficient of O and saturation coverage of around four monolayers, in agreement with experimental data. Sputtering of an ultrathin oxide film on silicon by 100 eV Ar⁺ ions was simulated to study ion-assisted surface cleaning. Ion irradiation was found to promote restructuring of the surface into oxide islands, as observed experimentally. Island formation was accompanied with an increase in surface roughness. The evolution of the surface state with ion dose was predicted quantitatively     

Y2O3稳定ZrO2薄膜的结构和光学特性

用电子束蒸发法制备出四种不同Y2O3含量的Y2O3稳定ZrO2（YSZ）薄膜,用X射线衍射和透射光谱测定薄膜的结构和光学性能.结果表明：随着Y2O3含量的增加,ZrO2薄膜从单斜相向高温相（四方相和立方相）转变,获得了结构稳定的YSZ薄膜；YSZ薄膜的晶粒尺寸都比ZrO2薄膜的大,但随着Y2O3加入量的增加,晶粒尺寸有减小的趋势,薄膜表面也趋向光滑平整.所有YSZ薄膜的透射谱线都与ZrO2薄膜相似,在可见光和红外光区都有较高的透过率.Y2O3的加入还可以改变薄膜的折射率,在一定范围内可得到所需的任意折射率.     

一种新型可协调绿色荧光材料BaAl2Si2O8∶Tb3+,Ce3+的发光性质与能量传递

采用高温固相法制备了BaAl2Si2O8∶Tb3+,Ce3+系列的荧光材料,讨论了Tb3+,Ce3+单掺及Tb3+,Ce3+共掺样品的光谱性质及发光机理,分析了Ce3+与Tb3+之间的能量传递过程.通过对样品进行XRD,荧光光谱,色坐标等测试.结果表明,Tb3+,Ce3+的掺杂没有改变BaAl2Si2O8晶体的结构.BaAl2Si2O8∶Tb3+发出明亮的绿光,发光峰分别位于487,545,583和621 nm对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)特征发射.Ce3+的掺入没有改变BaAl2Si2O8∶Tb3+发射光谱的位置,但使其激发谱由窄带激发变成了宽带激发增加了谱带多样性,发光强度有了明显的增强,而且颜色也具有一定的协调性,使其在实际运用方面具有更大的灵活性.发光强度增强的原因不仅仅是因为Ce3+的敏化作用,还与Ce3+和Tb3+之间存在能量传递有密切关系.通过猝灭法计算了,Ce3+与Tb3+之间的能量传递的临界距离为15.345 nm,并且证明了能量传递是由偶极-偶极相互作用产生的.通过计算得到能量传递效率最高达到了76.04%.     

Y~(3+)掺杂对Sr_(1-x)Ca_xSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)发光性能的影响

采用高温固相反应法制备了Sr_(1-x)Ca_xSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)系列荧光粉,研究Y~(3+)离子掺入对荧光粉发光性能的影响。对于Sr Si_2O_2N_2∶Eu~(2+),Y~(3+)离子掺入主要起到稳定Eu~(2+)价态的作用,避免Eu~(2+)氧化为Eu~(3+),从而提高Sr Si_2O_2N_2∶Eu~(2+)的发光性能。对于Ca Sr Si_2O_2N_2∶Eu~(2+),Y~(3+)离子掺入除了稳定Eu~(2+)价态作用外,还能有效减小Eu~(2+)取代Ca~(2+)后晶格膨胀引起的应力,提高Eu~(2+)在晶格中的溶解度。Sr_(1-x)Ca_xSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)(x=0,0.15,0.3,0.6,0.75,0.95)系列荧光粉中随着Ca含量的增加,共掺Y~(3+)离子对样品发光强度的提高程度也随之增加(20%~80%)。     

直流反应溅射法制备Y_2O_3隔离层的研究

采用直流反应溅射的方法在具有立方织构的Ni基底上制备出了Y2O3隔离层,并研究了基带温度与H2O分压两个因素对Y2O3薄膜的织构取向以及表面形貌的影响。X射线衍射(XRD)结果和扫描电子显微镜(SEM)的分析表明,在温度为760℃,H2O分压为1.68×10-2Pa的条件下制备出的Y2O3薄膜具有强立方织构,平面内Φ扫描半高宽为7.07°,其表面均匀、致密、无裂纹。