掺铈氟化钡闪烁晶体荧光特性的研究

测定了系列掺铈氟化钡闪烁晶体时间衰减特性和荧光的光谱成分.通过对实验结果的分析,表明掺有适量Ce⁺³离子的BaF₂晶体具有一些引人注目的性质,例如荧光发射谱从UV波段向蓝光红移,一种具有中等快的近蓝荧光成分(τ<80ns)完全取代了不掺杂的BaF₂的慢成分(τ～600ns)和特快成分(τ～800ps).该成分的光产额与不掺杂晶体两成分的光产额这和相当.它可能成为一种有广泛应用前景的新的闪烁晶体.     

国产BaF2(La)晶体闪烁性能的研究

在BaF₂中掺入1% mol的BaF₃结晶出BaF₂(La)晶体,经测试,此晶体闪烁发光快成份的强度比纯BaF₂晶体不减弱,而发光慢成份被抑制约4倍,耐辐照能力可以达到10⁶rad,表明新晶体有希望满足未来高能物理实验的要求.     

用北京同步辐射光源研究氟化物闪烁体的荧光时间衰减特性

介绍了利用北京同步辐射光源测量闪烁体荧光时间结构特性的新方法.并用此方法测量了纯BaF_{2、CeF3晶体和粉晶样品及掺La³⁺、Ce³⁺的BaF2晶体时间衰减谱.对BaF2掺稀土元素的测量结果表明,La³⁺和De³⁺的掺入对BaF2时间衰减慢成分均有一定的抑制作用,但从理论上分析两种掺杂对慢成分的抑制机制并不相同.}     

Ta2O5/MgF2异质结构三维光子晶体的偏振性

为了在可见及近红外波段得到具有良好带隙结构的三维光子晶体,利用传输矩阵法分析了MgF₂、Ta₂O₅ 以及Ta₂O₅/MgF₂异质结构三维光子晶体的带隙性质.结果表明：Ta₂O₅/MgF₂异质结构三维光子晶体在820~1 020 nm的近红外波段TM模式下具有不受入射光方向影响的全方位光子带隙.该结构有望用于制作近红外光波段的偏振器件.     

新型超快探测器性能研究

 为提高强g 场超快辐射探测器抗信号堆积的性能，可采用BaF₂（La）与快的光电器件组合的技术途径。用同步辐射闪烁荧光衰减谱仪和X光激发发射谱仪测量了国产不同掺La浓度的BaF₂晶体抑制快慢成分之比，探讨掺La对抑制慢成分的机理，研究了BaF₂（La）抗辐照性能。并用同步辐射测量BaF₂（La）与GD40Z光电管组成超快辐射探测器的快慢成分抑制比。     

掺铋BaF2晶体的制备及其近红外发光研究

通过温度梯度法制备了Bi₂O₃:BaF₂以及BiF₃:BaF₂晶体.在Bi₂O₃:BaF₂晶体中观察到了发光峰位于961 nm,半高宽202 nm的超宽带红外发光.在BiF₃:BaF₂晶体中检测到Bi²⁺和Bi³⁺可见区的发光,但是没有观察到红外发光.通过γ射线辐照实现了BiF₃:BaF₂晶体的近红外发光, 发光峰位于1135 nm,半高宽192 nm.讨论了Bi₂O₃和BiF₃掺杂BaF₂晶体的红外发光的机理.     

国产BaF2闪烁晶体特性的测试

观察到了人工晶体所生长的BaF₂闪烁晶体发光的快、慢成分, 并对其光产额、时间分辨率、能量分辨率、能量线性、技术衰减长度等特性进行了测试. 对Co⁶⁰ γ源, 时间分辨率(标准偏差σ)为59ps(微微秒); 对Cs¹³⁷ γ源, 能量分辨率为12.1%. 这些指标都接近国际BaF₂闪烁晶体先进水平, 展现出在核物理、核医学、粒子物理实验中应用的广泛前景.     

BaF2晶体用于中能重离子核反应中的粒子鉴别

将BaF₂晶体与半导体探测器组成的望远镜用于^{12C(46.7MeV/u)入射核反应中前方向产物的测量,用ΔE-E方法和快慢成分关联方法进行了粒子鉴别.同时还研究了BaF₂晶体对多种离子的响应.}     

国产高Z闪烁晶体的辐照损伤研究

在总强度为10⁵Ci^的60Co γ射线辐照装置上开展了国产高Z闪烁晶体的辐照损伤研究.在5×10³—7.5×10⁵rad剂量范围内测量了小尺寸BGO晶体样品的辐照损伤效应,观察到损伤随剂量增加逐渐趋于饱和的现象;辐照损伤的自然恢复过程可用三组时间常数表征的指数函数描述.在5×10⁵rad剂量下,考察了BaF₂,CsI(Tl)以及ZnWO₄晶体小尺寸样品的辐照损伤效应.发现了BaF₂的严重损伤情况,初步分析原因可能是晶体中某些微量杂质的存在.     

NO2分子的光学-光学双色双共振多光子离化谱

以Nd:YAG激光器的二倍频输出光为抽运光，其三倍频输出抽运的光学参量发生/放大器输出光为探测光，利用光学-光学双色双共振多光子离化光谱技术(OODR-MPI),获得了NO₂分子在605—675nm探测光波长范围内的多光子离化激发谱. 通过对NO₂分子离化机理的分析，确定了在此波长区间，NO₂分子经1+3+1双共振多光子过程离化，离化通道为NO₂(X²A₁)hν     

调控电磁感应透明气体折射率实现可控光子带隙结构

提出了电磁感应透明(EIT)介质的一个新的相干操纵应用：控制电磁感应透明气体折射率实现可控光子带隙结构. 将一定密度的EIT原子气体充入以砷化钾为背景的椭圆孔柱中，计算表明该三角晶格排列椭圆柱光子晶体的光子带隙随外控制场而变. 通过调控自发辐射率、无辐射衰变率、控制光Rabi频率、原子数密度等外参数以及椭圆结构几何参数，在高频率区域得到了大小约0.0503ω_e(ω_e=2πc/a)的完全光子带隙.     

高温注氦及随后230MeV的208Pb27+辐照Al2O3的光致发光谱的研究

主要研究了110keV的He⁺高温注入Al₂O₃单晶及1.1MeV/u的²⁰⁸Pb²⁷⁺辐照注氦Al₂O₃样品的光致发光的特性. 从测试结果可以清楚地看到在375nm, 413nm和450nm处出现了强烈的发光峰. 并且在600K, 5×10sup>16ions/cm²剂量点, 样品的发光峰是最强的. 这 表明He⁺注入Al₂O₃后使带隙中深的辐射中心复合的效率大幅度提高, 极大的增强了其发光强度,而且发光伴随着蓝移现象. 而经过高能²⁰⁸Pb²⁷⁺辐照后的样品, 在390nm出现了新的发光峰,从FTIR谱中我们能够看到, 可能是²⁰⁸Pb²⁷⁺辐照相对沉积膜出现一定的晶化, 其中含有许多纳米尺寸的Al₂O₃晶粒所致.     

用SCLC法研究低k多孔SiO2:F薄膜的隙态密度

用溶胶-凝胶法制备了低k多孔SiO₂:F薄膜，用空间电荷限制电流法(SCLC)研究了多孔SiO₂:F薄膜中的隙态密度以及掺F量对隙态密度的影响，得到了平衡费米能级附近的隙态密度约为7×10¹⁵cm^-3·eV^-1，以及带隙中隙态随能量的分布. 并对造成隙态的主要原因也进行了讨论.     

热处理温度对蛋白石晶体的影响

 采用等体积快速混合法制备了不同粒径的单分散SiO₂微球,通过重力垂直沉降自组装形成了蛋白石模板,研究了热处理温度对蛋白石晶体模板形貌、结构与光学性能的影响。SEM,TG-DSC,UV-Vis等分析表明：热处理可提高组装微球的粘合性与模板的机械强度;SiO₂胶体模板煅烧温度在700～800 ℃较为合适;热处理能够改变蛋白石晶体光子带隙的位置,随着煅烧温度的升高,带隙发生蓝移并且带隙逐渐变窄。     

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.     

Yb3+:Gd2SiO5晶体的结构和光谱性能

采用提拉法成功生长尺寸为φ30 mm× 75 mm的15at.%Yb³⁺:Gd₂SiO₅单晶, 并用Reitveld全谱拟合方法确定了其晶格常数、原子坐标和温度因子等参数. 用吸收光谱计算了Yb³⁺离子²F_7/2↔ ²F_5/2能级跃迁的振子强度、谱线强度、跃迁概率、 能级寿命和积分发射截面等光谱参数, 并根据激光性能评估得出结论: 表明该晶体具有较大的阈值特性, 有望采用大功率激光二极管泵浦实现可调谐或超快激光输出.     

钙钛矿晶体的电荷复合动力学研究

本文利用紫外吸收光谱和稳态荧光光谱技术结合理论模型，研究了钙钛矿材料CH₃NH₃PbI₃晶体在光激发过程中的电荷复合动力学行为，进而获得晶体的扩散长度. 电荷载体的扩散长度是判断光电材料的重要参数. 研究通过合成两种不同缺陷态浓度的CH₃NH₃PbI₃晶体，测量这两种晶体在0.019∽4.268 μJ/cm²的激光激发下的时间分辨荧光光谱，利用动力学模型对光谱进行拟合，可以获得每个晶体的掺杂浓度，空穴浓度以及电荷复合参数. 将这些参数结合已有公式，最终可获得每个晶体的电荷载体的扩散长度.     

PbWO4晶体中的填隙氧及其对晶体光学性质的影响

运用GULP计算软件模拟计算了PbWO₄(PWO)晶体中不同位置的填隙氧原子点缺陷的生成能，计算结果表明：当填隙氧原子存在于(WO₄)^2-的周围时，填隙氧原子点缺陷的生成能最低；进一步运用基于密度泛函理论的全数值自洽DV-Xα方法计算了包含填隙氧原子的PWO晶体的态密度，计算结果表明：当填隙氧处在(WO₄)^2-的周围时，容易与(WO₄)^2-上的一个或两个氧离子相互作用形成分子离子O₂^2-或O₃^4-，通过分析这些计算结果，认为PWO晶体中350 nm吸收带的出现很可能与晶体中的氧分子离子有关.     

Tm3+/Yb3 :LiYF4单晶的高效近红外量子剪裁及其在光伏电池中的应用

采用改进的坩埚下降法成功地生长了Tm/Yb共掺氟化钇锂单晶. 该单晶体具有每吸收一个蓝色光子并能发射出2个1000 nm近红外光子的下转换发光效应. 测定了样品的激发光谱、发射光谱和荧光衰减曲线. 在465 nm蓝光激发下观察到由Yb³⁺：²F_5/2→²F_7/2能级跃迁所致的960～1050 nm 波段的发射带,此发光带源于Tm³ 对Yb³ 离子的能量下转换过程. 应用Inokuti-Hirayama模型,研究了晶体的能量转换过程,结果表明Tm³ 向Yb³ 的能量传递是一个电偶极子相互作用机制过程. 当Tm³ 与Yb³ 离子的掺杂浓度为0.49mol%与5.99mol%时,单晶的量子剪裁效率达到最大值167.5%.     

掺入Ni2+和V3+对α-Al2O3晶体光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量的影响

应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d2/3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用四种微观磁效应的45阶可完全对角化的能量哈密顿矩阵.利用该矩阵,计算了V³⁺∶α-Al₂O₃和Ni²⁺∶α-Al₂O₃晶体的光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量,研究了掺入两种互补态离子Ni²⁺和V³⁺对同种晶体的光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量的影响,理论计算值和实验值相符.研究发现：掺杂没有改变晶体的光谱精细结构和能级分裂条数,但改变了能级间距|掺杂也没有改变晶体的对称性,但使晶体局域结构发生了一定程度的畸变| Ni²⁺∶α-Al₂O₃晶体局域结构的伸长畸变量大于V³⁺∶α-Al₂O₃晶体,键角的变化量小于V³⁺∶α-Al₂O₃晶体.