Nd:YAG晶体点阵参数相对变化的研究——X射线双晶形貌法

应用X射线双晶形貌法测定了Nd∶YAG晶体中生长条纹之间点阵参数的相对变化。为解释这种变化,本文从理论上推导了Nd∶YAG晶体中点阵参数变化和Nd~(3+)浓度变化的关系式:△a=0.5089△γ,式中△γ为晶体中钕浓度的变量。把实验中测得的△a=0.0021～0.0027(?)代入公式,得知钕离子浓度变化为0.41～0.53wt.％。因此,我们认为Nd∶YAG晶体中Nd~(3+)的不均匀分布是形成生长条纹的主要原因。     

用磁天平快速测定掺钕的钇铝柘榴石激光晶体中的钕

本文用磁天平测量20℃时YAG:Nd~(3+)激光晶体的质量磁化率(Xg),观察到xg随Nd_2O_3含量的增大而直线增大,利用Nd_2O_3(重量％)=axg+b的线性关系式,可根据侧得的Xg快速测定YAG:Nd~(3+)中的Nd_2O_3含量。本法可直接使用晶体的粉末固体样品,不必进行样品的分解和分离等耗费时间的操作,因此具有快速简便的特点。     

Bi~(3+)掺杂对Y_2WO_6:Nd~(3+)/Yb~(3+)的近红外发光的敏化

采用高温固相法合成了Y_2WO_6:Nd~(3+)/Yb~(3+)及Y_2WO_6:Nd~(3+)/Yb~(3+),Bi~(3+)系列近红外发光材料,研究了其晶体结构、发光性能、荧光寿命,并讨论了Bi~(3+)的掺入对其近红外发光的敏化作用。Bi~(3+)的掺入不仅显著增强了样品中Nd~(3+)/Yb~(3+)的特征近红外发光强度,还使Y_2WO_6:Nd~(3+)/Yb~(3+)的激发光谱红移。随着Nd~(3+)/Yb~(3+)浓度的升高,Bi~(3+)的荧光寿命逐渐变短,表明样品中存在Bi~(3+)到Nd~(3+)/Yb~(3+)的能量转移。Nd~(3+)和Yb~(3+)的浓度为9%时,能量传递效率分别为85%,88%。根据Inokuti-Hirayama(I-H)理论模型分析表明Bi~(3+)到Nd~(3+)/Yb~(3+)的能量传递为电偶极矩-电偶极矩相互作用。因此,Y_2WO_6:Nd~(3+)/Yb~(3+),Bi~(3+)可作为一种光谱转换材料,有望提高硅太阳能电池的光电转换效率。     

Er~(3+)/Nd~(3+), Nd~(3+)/Gd~(3+)掺杂PZN-9PT晶体的光学及电学性能

采用高温溶液法生长了钙钛矿结构PZN-9PT:Er~(3+)/Nd~(3+)和PZN-9PT:Nd~(3+)/Gd~(3+)晶体,晶体最大尺寸可达5 mm×4 mm×4 mm。PZN-9PT:Er~(3+)/Nd~(3+)和PZN-9PT:Nd~(3+)/Gd~(3+)晶体表现出较高的铁电-顺电相变温度(174.3和165.2℃)、大的剩余极化强度(23和40μC·cm~(-2))以及大的矫顽场(22和20 kV·cm~(-1)),这些优异的电学性能有望使其应用于大功率超声换能器和水声换能器。在800 nm波长激光激发下,两种晶体均表现出从近红外光到蓝光和绿光的发射带,蓝光和绿光的发射带分别对应于Nd~(3+)从~4G_(9/2),~2G_(7/2)能级到基态~4I_(9/2)级的跃迁以及Er~(3+2)H_(11/2)→~4I_(15/2)能级的跃迁发射(绿光)。     

钕激光晶体结构,组成和光谱特征研究

本文在考虑交叉弛豫过程的情况下,研究了含Nd~(3+)激光晶体Y_3Al_5O_(12)YAlO_3,LiYF_4和NdP_5O_(14)的辐射跃迁几率、荧光寿命和荧光分支比,解速率方程得到了各能级上粒子数和Nd~(3+)浓度的关系,讨论和比较了四种激光晶体的光谱特征。     

微波诱导燃烧法制备Nd3+掺杂LaBO3粉体及表征

以六水硝酸钕、甘氨酸、硼酸和水合硝酸镧为原料,采用微波诱导燃烧合成法制备稀土元素Nd~(3+)掺杂改性的LaBO_3粉体。采用UV-VIS DRS、XRD、PL和SEM等分析测试方法对目标产物进行表征。探究了Nd~(3+)的掺杂量为1～5%时,产物的形态结构和发光性质及煅烧温度和煅烧时间对产物相组成的影响。结果表明:Nd~(3+)掺杂的LaBO_3粉体均为正交晶系LaBO_3晶体,最佳反应条件是Nd~(3+)的掺杂量为3.0%,煅烧温度600℃,煅烧时间4 h。UV-VIS DRS光谱表明,Nd~(3+)掺杂改性后,目标产物的最大吸收波长由紫外光区红移至可见光区,增加了光吸收范围。荧光光谱数据显示,在330～435 nm范围内出现了强发射宽峰,峰值在352和380 nm处的发射峰归属于Nd~(3+)的4D~(3/2),4D~(5/2),2I~(11/2),2P~(3/2)激发光谱。     

MgWO_4:Nd~(3+)的水热合成及近红外发光性能研究

采用水热法制备MgWO_4:Nd~(3+)近红外发光材料.通过XRD,SEM和发光光谱等手段对样品的物相、形貌、发光性质进行表征.XRD测试结果表明:水热法制备MgWO_4:Nd~(3+)在850℃以上煅烧时,四方晶系转变为单斜晶系;1050℃煅烧后,sEM显示样品形貌由片状变为棒状且分散良好;激发和发射光谱的对比研究表明,MgWO_4:Nd~(3+)中WO_4~(2-)对Nd~(3+)存在有效的能量传递.研究了Nd~(3+)的掺杂量、煅烧温度、煅烧时间对材料近红外发光的影响.结果表明:在1050℃煅烧时,Nd~(3+)掺杂量为0.5%时发光最强;随着煅烧温度的升高,MgWO_4:Nd~(3+)的近红外发光强度先增强后减弱,而煅烧时间对发光强度影响很小.     

LiYF_4:Nd~(3+)激光晶体的光谱和强度参数

本文报告了在室温下,LiYF_1:Nd~(3+)晶体在较宽波段内(200～2500nm)不同轴向的吸收光谱,测定了Nd~(3+4)F_(3/2)-~1I_J跃迁在不同轴向的荧光光谱。根据Judd Ofelt理论,计算了LiYF_4激光晶体中Nd~(3+)的唯象参数Ω_2、Ω_4、Ω_6分别为1.22、2.71、5.48(10~(-20)cm~2),均方偏差为3.2×10~(-7)。用这些值计算了该晶体中Nd~(3+)的幅射跃迁几率、荧光分支比、辐射寿命、~4F_(3/2)-~4I_(11/2)跃迁的辐射量子效率与受激发射截面。寿命的计算值与实验值符合。     

轻稀土离子掺杂的硫酸三甘肽单晶体

本文确定了掺有 La~(3+)、Ce~(4+)、pr~(3+)、Sm~(3+)、Nd~(3+)的硫酸三甘肽(TGS)晶体的生长条件。测定了晶体中不同稀土离子的掺入量和晶体的电滞回线、热释电系数、介电常数等物理参数。结果表明,TGS 单晶体中掺入适量 Pr~(3+)可以使其热释电性能得到明显改善。     

热重法研究晶体生长的熔剂挥发动力学

熔盐法是高温熔液中生长晶体的方法,常用的助熔剂在高温下具有挥发性,挥发情况对体系中的相状态,以及晶体成核和生长起着重要的、有时是决定性的影响。PbF_2-PbO-B_2O_3,是生长激光晶体 Y_3Al_3O_(12):Nd~(3 )(YAG:Nd~(3 ))最常用的助熔剂,它在高温生长区挥发量较大,以至于仅仅依靠恒温挥发就可以生长晶     

Nd/Eu混合稀土配位聚合物的原位合成及光致发光性质研究

在溶剂热条件下合成了系列混合稀土草酸配位聚合物Nd_xEu_(1-x)(C_2O_4)_(1.5)(H_2O)_3·2H_2O,配体α-酮戊二酸经过原位分解生成了草酸。利用X射线单晶衍射、傅里叶变换红外、热重、X射线粉末衍射和荧光光谱等对配位聚合物的结构、热稳定性及光致发光性能进行表征测试。研究结果表明:稀土Nd~(3+)能够替代Eu配位聚合物中的部分Eu~(3+)。当引入Nd~(3+)为3.66%时,配位聚合物中Eu~(3+)的发光发生能量转移淬灭;当Nd~(3+)为16.63%时,配位聚合物中Eu~(3+)的发光发生能量转移淬灭不明显。     

Nd~(3+):NaYF_4玻璃陶瓷的能量传递特性

测量了Nd~(3+):NaYF_4玻璃陶瓷的吸收光谱,根据能量传递理论,计算了Nd~(3+)-Nd~(3+)间的能量迁移几率和能量转移几率以及能量传递的微观和宏观参数。结果显示:Nd~(3+)-Nd~(3+)间的能量迁移几率在能量传递几率中占主导作用。随着Nd~(3+)-Nd~(3+)间的距离不断减小,能量传递的微观参数变化不明显,而对于扩散模型和跃迁模型下的能量传递宏观参数,其值随掺杂浓度的增大而增大。     

Ce3+∶YAG闪烁晶体的真空紫外激发光谱特性

掺铈钇铝石榴石(Ce3+∶YAG)晶体是性能优良的闪烁材料. 以同步辐射光源为激发光源研究了单晶Ce3+∶YAG的真空紫外-紫外(VUV-UV)激发光谱和荧光谱. 同时也测量和分析了该晶体的吸收光谱、紫外-可见(UV-VIS)激发光谱和荧光谱.根据光谱测量的结果讨论了激发能在Ce3+∶YAG晶体中的传输过程和在Ce3+离子5d态的直接激发和YAG价带激发下Ce3+∶YAG单晶发光的差别.     

不同晶型氧化铝的YAG:Ce~(3+)荧光粉的制备、结构与性能研究

采用高温固相法合成了不同晶型氧化铝的YAG:Ce~(3+)荧光粉样品,通过对其荧光光学性能的考察发现:CS-α-Al_2O_3-YAG具有更好的荧光性能,这可能与其发光基质的晶相组成和晶相生长发育情况有关。研究表明:CS-α-Al_2O_3原料本身具有结晶度好,孔道结构表面积大的特点;由其合成的YAG:Ce~(3+)荧光粉中的发光基质YAG相单一,晶粒圆润,晶体结构完整。     

镧系离子(Nd~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+))同乙酰水杨酸和二安替吡啉甲烷三元配合物的研究

对Ln~(3+)(Nd~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+))—乙酰水杨酸(Asal)—二安替吡啉甲烷(DAM)体系的乙醇—水溶液的光度法研究和对固态钕配合物的元素分析确定,三元配合物的组成比为Nd~(3+):Asal:DAM=1:3:1;考查了该配合物的红外、紫外吸收光谱,热稳定性和溶解性;计算了相应配合物的超灵敏跃迁的振子强度,讨论了振子强度的增值与配体数目的关系。     

不同类型镧(Ⅲ)系三元络合物形成过程中超灵敏跃迁振子强度增大规律的探讨

用分光光度法则得,在乙醇介质中,Nd~(3+)-Hpmbp(1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基-5-吡唑酮)-有机碱(二苯胍或季胺碱)和Nd~(3+)-二苯酰甲烷(DBM)-四乙基碘化铵(TAI)体系中形成了Nd~(3+):β-二酮:有机碱=1:4:1 的离子缔合物。它们的超灵敏跃迁振子强度的增大规律与异配络合物相同。根据Judd—Ofelt 理论计算了Nd~(3+)-DBM-TAI 体系的τ_2、τ_4、τ_6参数值,并揭示了镧(Ⅲ)系三元络合物超灵敏跃迁振子强度的增大(△p)与τ_2增大的相关性。还讨论了应用超灵敏跃迁振子强度增大规律,推断三元络合物组成的可能性。     

Tm:Lu_3Al_5O_(12)晶体的生长与光谱性能研究

采用提拉法生长高质量的纯LuAG晶体和4%(原子分数)Tm:LuAG晶体.对晶体的晶胞参数和光谱性能进行了详细的表征.研究发现:Tm~(3+)的掺入没有改变LuAG基质的晶体结构;吸收光谱中255 nm处的吸收带是由Fe~(3+),Fe~(2+)引起的;晶体在782 nm处的吸收峰,与商用AlGaAs二极管的发射波长匹配良好,吸收截面为5.07×10~(-21) cm~2.Tm:LuAG晶体在2 μm波段的荧光峰对应~3F_4-~3H_6能级之间的跃迁,荧光寿命长达11.9 ms,有利于激光的高能量调Q输出.结果表明,Tm:LuAG晶体是2 μm激光器中很有发展潜力的增益介质,将会替代Tm:YAG晶体应用于激光雷达系统.     

偶氮氯膦Ⅲ与稀土元素显色反应的量子化学研究

本文用INDO/F方法,通过大量计算得到稀土离子 La~(3+)、Ce~(3+)、Pr~(3+)、Nd~(3+)、Sm~(3+)、Gd~(3+)与偶氮氯膦Ⅲ(CPAⅢ)的络合位置和 CPAⅢ的配位原子,并对其稳定性及电子结构进行了研究,最大波长吸收峰对应的跃迁是电荷迁移光谱.计算结果与实验有很好的一致性.     

YAlO_3:Nd~(3+)斯塔克子能级的能量值计算

用Racah-Judd的不可约张量方法计算了YAlO_3:Nd~(3+)全谱项的斯塔克子能级的能量值。根据计算结果,对YAlO_3:Nd~(3+)的子能级作了全面和较确切的归属。     

NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶的水热合成及发光性质研究

采用水热法制备了Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)离子共掺杂的钨酸钆钠纳米晶(NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)),并在800℃进行了热处理。分别采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪(PL)对纳米晶的晶体结构、微观形貌和上转换发光性质进行了表征。XRD结果显示样品属于四方晶系、白钨矿结构。SEM图谱表明所得纳米晶具有较好的分散性,颗粒大小约为50 nm。在980 nm激光激发下,NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶发出546 nm的绿光与660 nm红光,分别对应Ho~(3+)离子的~5F_4,~5S_2→~5I_8和~5F_5→~5I_8能级跃迁。当Nd~(3+)离子掺杂浓度为0.5%(摩尔分数)时,纳米晶的发光强度最大。随着Nd~(3+)离子掺杂量的增加,红光与绿光的相对强度比逐渐减小,纳米晶的光谱由橙色光向黄色光区域变化。本文对NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶的光谱调控和上转换发光机制进行了研究。