LiYF_4∶Nd~(3+)离子紫外吸收光谱谱带的归属

主要从理论上分析了LiYF4 ∶Nd晶体中Nd3+离子的 4f3→ 4f2 5d跃迁光谱 ,提出了 4f2 5d组态谱项的组合方案 ,从而可以标记 4f2 5d组态的各个能级。据跃迁选律 ,说明了Nd3+离子的基态向 4f2 5d组态的跃迁。理论分析与实验结果符合很好。     

LiYF4晶体中Ho3+离子真空紫外吸收光谱的理论解析

运用配位场理论方法获得了Ho3+离子低自旋4f95d组态的谱项和J-光谱多重态,根据电偶极跃迁选律合理地解析了LiYF4晶体中Ho3+离子在真空紫外区(120～160 nm)的吸收光谱,4个主要的吸收峰分别被归属为从基态(5I8)到Ho3+离子的低自旋4f95d组态的自旋允许跃迁。     

稀土离子4fn-15d组态的配位场理论

基于配位场理论方法,以4f15d1组态为例,阐明了稀土离子4fn-15d组态的谱项、支谱项及其相应的波函数和能量的研究方案;推导出4fn-15d组态在S4点群对称晶体场作用下的配位场势函数和光谱跃迁选律;得出一些有关4fn-15d组态的能级能量的定性结论。     

LnBaB9O16:Pr3+(Ln = La, Y)中Pr3+的双光子发射

在216nm紫外光激发下,LaBaB9O16:Pr3+中的Pr3+离子可以发生双光子发射;稀土离子在LaBaB9O16中处于非中心对称格位,Pr3+离子的4f5d能态高于1S0能级,可以发生从1S0能级到中间能态及基态的双光子跃迁发射;LaBaB9O16中与稀土离子近邻的硼酸根离子为BO4,相应的B-O振动频率较低,3P0与1D2之间的无辐射跃迁几率比较小,可以出现从3P0能级的发射.在YBaB9O16中,Pr3+的4f5d能态低于1S0能级,不能发生双光子发射.     

LnBaB_9O_(16)︰Pr~(3+)(Ln=La,Y)中Pr~(3+)的双光子发射

在216 nm 紫外光激发下, LaBaB9O16︰Pr3+中的Pr3+离子可以发生双光子发射; 稀土离子在LaBaB9O16中处于非中心对称格位, Pr3+ 离子的4f5d能态高于1S0能级, 可以发生从1S0能级到中间能态及基态的双光子跃迁发射; LaBaB9O16中与稀土离子近邻的硼酸根离子为BO4, 相应的B-O振动频率较低, 3P0与1D2之间的无辐射跃迁几率比较小, 可以出现从3P0能级的发射. 在YBaB9O16中, Pr3+ 的4f5d能态低于1S0能级, 不能发生双光子发射.     

SrAl12O19:Pr3+中1S0能级的电子-振动跃迁

稀土离子Pr^3＋ 4f^2组态中的的高激发态1S0的光谱性质与其他4f^2能级有显著的差别.分析了SrAl12O19：Pr的^1S0→1I6和^1S0→^1D2发射光谱,跃迁分别属于Δ过程和M过程; 指认了其中的零声子线和电子-振动跃迁线.这两组跃迁中,电子-振动跃迁强度与零声子跃迁强度之比大于文献中报道的低激发态中的值,表明^1S0与4f5d态的混杂增强了它的电子-声子耦合.     

Tb3+离子4f75d组态能级的电子云扩大效应

研究了电子云扩大效应对Tb3+离子5d能级的影响. 利用光谱理论, 将电子云扩大效应比率β同Tb3+离子4f75d组态的自旋允许和禁阻跃迁能级的能级差联系起来, 通过复杂晶体化学键理论确定了化学键的共价性、 相应键体积极化率以及配体离子的有效电荷与β的线性关系, 同时得到了对β有影响并与Tb3+离子自身相关的因子.     

NaF晶体中电荷补偿掺杂Ce^3＋离子光谱性质的从头算

用从头算研究NaF晶体中Ce^3＋占据Na＋格位时的光谱性质,电荷补偿由占据格位第一配位壳层的两个氟原子被氧取代 （OF＇） 或第二配位壳层的两个Na空位（Na＇） 来提供. 首先采用基于DFT的超单胞模型方法优化了Ce^3＋的局域结构,并构造以Ce为中心的镶嵌团簇,对其进行基于波函数理论的CASSCF/CASPT2/RASSI-SO计算,获得Ce^3＋的4f1和5d1组态分裂能级能量. 通过将4f→5d跃迁能量计算值与低温实验激发光谱比较,发现实验观测到的最低4f→5d跃迁谱带（390 nm）来自于两个最近邻OF＇补偿的Ce^3＋离子,并不是文献中的两个次近邻VNa＇ 补偿的Ce^3＋. 最后从5d1组态能级重心位移和晶场分裂两方面分析了由两个最近邻OF＇取代造成最低4f→5d 跃迁红移约8000 cm-1的原因.     

Ca1—xZnxTiO3：Pr^3＋,R^＋（R^＋=Li^＋,Na^＋,K^＋,Rb^＋,Cs^＋,Ag^＋）的合成和发光性质

采用X射线衍射、荧光光谱和热释发光研究了Ca1-xZnxTiO 3∶Pr3+, R+的物相组成和发光性质. Pr3+取代Ca2+形成PrCa ·正电性缺陷发光中心. 激发光谱是峰值位于330 nm附近的宽带谱, 发射光谱是峰值在613 nm半宽度为20 nm的带谱, 对应Pr3+的1D2-3H4跃迁发射. 发光强度和余辉随基质组分Zn/Ca摩尔比和合成温度而变化. Zn2+的最佳含量在10%～20%. X射线衍射研究表明掺入适量的Zn2+物相组成为CaTiO3, Ca2 Zn4Ti15O36和Zn2TiO4. 热释发光曲线表明掺入Zn2+离子后体系中形成了新的缺陷ZnTi″, 且ZnTi″的缺陷陷阱深度大于RCa′.     

《稀土离子的光谱学》

该书详尽地阐述了稀土离子的光谱性质及相关的理论和计算方法,是一本系统论述稀土离子光谱学的专著。全书共分十二章,从自由稀土离子的光谱项、能级理论和计算方法人手,论述了晶体环境对光谱行为和能级的影响和该影响的规律性。其中不仅包括4f^N组态内能级跃迁的光谱现象,也包括4f^N-1n′l′组态能级的理论和计算方法,以及4f^N组态和4f^N-1n′l′组态能级间的光谱行为。     

高密度发光材料BiTaO4∶Pr3+和BiTaO4的发光特性研究

研究了BiTaO4∶Pr3+, BiTaO4的光致发光性质, 测量了BiTaO4的红外透射和漫反射光谱. BiTaO4的光致发光光谱发射峰位于约420, 440, 465 nm; 其激发谱在约330～370 nm范围有明显的激发. BiTaO4∶Pr3+的光致发光光谱为Pr3+的特征发射, 主峰为606 nm, 来自Pr3+的3P0→3H6跃迁; 其激发谱由来自于基质的峰值为325 nm和范围在375～430 nm的宽激发带以及Pr3+的特征激发组成, 325 nm, 375～430 nm的激发带可能分别来自钽酸根团的电荷迁移跃迁和基质的带间缺陷能级的吸收; 在BiTaO4∶Pr3+中存在着基质→Pr3+的能量传递. 由于BiTaO4∶Pr3+基质的密度和Pr3+的发光强度均超过PbWO4, 因此BiTaO4∶Pr3+可能是潜在的重闪烁体.     

稀土离子在真空紫外区4fn→4fn-15d跃迁光谱的分析

系统地分析了稀土离子在真空紫外区域(VUVλ＜200nm,E＞50000cm-1)的4fn→4fn-15d组态间跃迁光谱.结果发现;对于重镧系离子(n＞7),激发光谱中有一系列强的f-d吸收谱带,在低能量处还有一些弱的f-d吸收带,它们分别是稀土离子的自旋允许和自旋禁阻跃迁;而对于轻镧系离子(n≤7),谱图中只有强的f-d吸收谱带,对应于稀土离子的自旋允许跃迁.     

4fN-15d组态自旋允许与禁戒跃迁能级的研究

通过稀土光谱理论，计算了三价稀土离子的4f^N-15d组态能级的f与d电子间的库仑相互作用，结果表明对于重稀土元素，其自旋允许跃迁能级位置高于自旋禁戒跃迁能级位置，并且两种能级间的能级差随f电子数的增加而依次减小。对于轻稀土元素,则自旋禁戒跃迁能级位置高于自旋允许跃迁能级位置。结果很好地解释了自旋禁戒跃迁能级的光谱现象。     

红色长余辉荧光粉Ca_2Zn_4Ti_(16)O_(38)∶Pr~(3+)的水热辅助合成及发光性质

采用水热法辅助合成了纯相Ca2Zn4Ti16O38∶Pr3+荧光粉,初始nCa∶nZn∶nTi=2∶4.1∶15,煅烧条件为1 050℃空气气氛烧结5 h。并以X射线衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射光谱和荧光光谱表征了样品的物相组成、微观形貌和光谱性质。合成的荧光粉在高温煅烧后仍较好地保持了球形的微观形态,优化的Pr3+掺杂浓度为0.015。Ca2Zn4Ti16O38∶Pr3+荧光粉在471 nm波长激发下发射红光,发射谱通过高斯分峰拟合得到位于605、620和645 nm的3个发射峰,分别对应于Pr3+的1D2→3H4,3P0→3H6和3P0→3F2跃迁。在471 nm波长激发下,Ca2Zn4Ti16O38∶Pr3+的614 nm红光发射表现出超长余辉特性,表明该荧光粉是一种能被可见光有效激发的红色长余辉荧光粉。     

确定弱场能级的非群论方法

在过渡金属配合物中,由于配体场的作用,导致中心金属离子d轨道的能级发生分裂,从而产生d—d跃迁光谱。讨论d—d跃迁光谱时,需阐明以下三个问题:1.预测d~n组态的配离子可能产生的吸收谱带的数目;2.指认各谱带的跃迁能级;3.给出简单的能级图。为此,首先要知道,d~n组态自由离子谱项在配体场作用下进一步分裂所产生的配体场谱项(能级或态),这需用群论的方法处理方能得到。其次是d~n组态中心离子基谱项及重要激发态谱项在配体场环境中,分裂所得能级及其能量高低顺序。对后一问题,群论亦无能为力,需     

新型荧光粉Ca2Zn4Ti16O38∶Pr3+，Na+的合成和红色长余辉性质

采用溶胶-凝胶法合成了Ca2Zn4Ti16O38:Pr3+,Na+荧光粉.通过X-射线衍射和荧光光谱表征样品的物相组成和发光性质.X射线衍射(XRD)分析表明添加适量的H3BO3作助熔剂有利于形成良好的Ca2Zn4Ti16O38晶体结构.荧光光谱表明Ca2Zn4Ti16O38:Pr3+,Na+在可见光区(450～495 nm)呈现Pr3+离子的4f→4f厂特征激发光谱以及613 nm(1D2→3H4)和644 nm(3P0→3F2)特征发射.Ca2Zn4Ti16O38:Pr3+,Na+被可见光(475 nm)激发产生的(3P0→3F2)(644 nm)红色发射呈现出极慢的衰减特性.Ca2Zn4Ti16O38:Pr3+,Na+是一种新型的可见光激发红色长余辉荧光粉.     

稀土(Nd~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+))二戊基亚砜配合物f→f跃迁的振子强度

自Judd-Ofelt理论计算镧系离子f→f跃迁光谱振子强度取得成功以来,关于镧系离子溶液体系的“超灵敏跃迁”研究已引起国内外关注。本文报道了不同碱性溶剂对稀土(Nd~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+))高氯酸盐二戊基亚砜配合物“超灵敏跃迁”的影响。1 理论和计算 Judd-Ofelt理论认为,因镧系离子f→f电偶极跃迁是宇称禁戒的,若镧系离子偏离周     

稀土离子的高能光谱

讨论了稀土离子在能量高于50000 cm-1(波长短于200 nm)的光谱, 包括4f-4f跃迁, 4f-5d跃迁, 4f-6s跃迁, 基质吸收和电荷迁移带. 利用Dorenbos 提出的公式 E(Ln,A)=49340-D(A)+ΔELn,Ce, 指认了Sm3 +离子在我们合成的Ba3BP3O12中的4f-5d跃迁的能量值为170 nm. 利用我们提出的稀土离子光学电负性χM 与标准还原电位E0Ln的关系式 E 0Ln(Lnn+→Ln(n-1))=4.273 χM-7.776 (其中 n=3或4), 从稀土离子的光学电负性χM与JJrgensen提出的公式Ec t=[χX-χM]×30000 cm-1, 估算出Er3+和Eu3+ 离子在含氧杂质的LiYF4∶Er和LiYF4∶Eu3+中Er-O和Eu3+-O的电荷迁移带的能量, 以及LiYF4∶Eu3+中Eu3+-F的电荷迁移带的能量, 估算值与文献报道的实验值基本相符.     

空气中合成固溶体荧光粉Ba_2(Zn,Mg)Si_2O_7∶Eu~(2+),Eu~(3+),Ce~(3+)及其发光特性

采用高温固相法在空气中合成了Ba1.97-yZn1-xMgxSi2O7∶0.03Eu,y Ce3+系列荧光粉。分别采用X-射线衍射和荧光光谱对所合成荧光粉的物相和发光性质进行了表征。在紫外光330~360 nm激发下,固溶体荧光粉Ba1.97-yZn1-xMgxSi2O7∶0.03Eu的发射光谱在350~725 nm范围内呈现多谱峰发射,360和500 nm处有强的宽带发射属于Eu2+离子的4f 65d1-4f 7跃迁,590~725 nm红光区窄带谱源于Eu3+的5D0-7FJ(J=1,2,3,4)跃迁,这表明,在空气气氛中,部分Eu3+在Ba1.97-yZn1-xMgxSi2O7基质中被还原成了Eu2+;当x=0.1时,荧光粉Ba1.97Zn0.9Mg0.1Si2O7∶0.03Eu的绿色发光最强,表明Eu3+被还原成Eu2+离子的程度最大。当共掺入Ce3+离子后,形成Ba1.97-yZn0.9Mg0.1Si2O7∶0.03Eu,y Ce3+荧光粉体系,其发光随着Ce3+离子浓度的增大由蓝绿区经白光区到达橙红区;发现名义组成为Ba1.96Zn0.9Mg0.1Si2O7∶0.03Eu,0.01Ce3+的荧光粉的色坐标为(0.323,0.311),接近理想白光,是一种有潜在应用价值的白光荧光粉。讨论了稀土离子在Ba2Zn0.9Mg0.1Si2O7基质中的能量传递与发光机理。     

锗酸镉中镨的长余辉发光特性

通过高温固相法在空气条件下制得cd2Ge7016：Pr3’长余辉发光材料。测其结构为一单相。分析了cd2Ge70…cd2Ge7016：Pr3’的激发光谱和发射光谱，指出Cd2Ge7016：Pr3’的发光是Cd2Ge7016本身和Pr3’离子发射产生，基质的发光是Cd2Ge70．6中有陷阱能级，电子从导带跃迁到陷阱能级而产生，Pr3’的发光是该离子的4f一4f跃迁产生的；并把该材料的长余辉性质归结为基质结构中有电子陷阱和空穴陷阱，电子陷阱和空穴陷阱分别能储存电子和空穴，从而产生余辉。并提出余辉机理模型。