实验优化设计Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)的合成及长余辉特性

为了得到最长有效余辉时间的Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉,应用二次通用旋转组合设计对实验进行全程优化,建立了稀土离子掺杂浓度Eu~(2+),Dy~(3+)和有效余辉时间的二元二次回归方程模型,应用遗传算法计算得到有效余辉时间的理论最大值.采用高温固相法合成了最优掺杂浓度Sr_2MgSi_2O_7:0.5mol%Eu~(2+),1.0mol%Dy~(3+)的荧光粉,在370nm激发下观察到了465nm的特征发射,这归因于Eu~(2+)的4f65d1—4f7跃迁.测量了最优荧光粉的热释发光特性,计算得到了陷阱深度为0.688eV,讨论了长余辉发光的特性.     

Photoluminescence and X-Ray Photoelectron Spectroscopy of p-Type Phosphorus-Doped ZnO Films Prepared by MOCVD

Reproducible p-type phosphorus-doped ZnO （p-ZnO：P） films are prepared on semi-insulating InP substrates by metal-organic chemical vapour deposition technology. The electrical properties of these films show a hole concentration of 9.02 × 10^17 cm ^-3, a mobifity of 1.05 cm^2 /Vs, and a resistivity of 6.6 Ω.cm. Obvious acceptorbound-exciton-related emission and P-induced zinc vacancy （Vzn） emission are observed by low-temperature photoluminescence spectra of the films, and the acceptor binding energy is estimated to be about 125meV. The local chemical bonding environments of the phosphorus atoms in the ZnO are also identified by x-ray photoelectron spectra. Our results show direct experimental evidence that Pzn-2Vzn shallow acceptor complex most likely contributes to the p-type conductivity of ZnO：P films.     

试验优化设计Er3+-Yb3+共掺杂Gd2Ti2O7上转换发光特性

采用溶胶-凝胶（Sol-gel）法制备了Er³⁺-Yb³⁺共掺杂Gd₂Ti₂O₇纳米晶粉末,通过试验优化设计的理论建立了Er³⁺-Yb³⁺掺杂浓度与发光强度的回归方程,利用遗传算法优化计算出方程的最优解Er³⁺、Yb³⁺掺杂浓度分别为5.60%（物质的量分数）和13.43%。Er³⁺-Yb³⁺共掺杂Gd₂Ti₂O₇纳米晶粉末为单一面心立方Gd₂Ti₂O₇相结构,随Yb³⁺共掺杂浓度增加,X射线衍射峰逐渐向高角偏移。在976 nm激光激发下,Er³⁺-Yb³⁺共掺杂Gd₂Ti₂O₇获得了分别对应于Er³⁺的²H_11/2/⁴S_3/2→⁴I_15/2和⁴F_9/2→⁴I_15/2跃迁的绿色和红色上转换发光,且绿色和红色发光均为双光子吸收过程。研究了最优样品上转换发光与温度之间的关系,发现绿色上转换发光具有优良的温度传感特性,对红色上转换发光的温度猝灭进行了解释。     

试验优化设计Er3+/Yb3+共掺BaGd2ZnO5荧光粉及其上转换发光性质

为得到绿光和红光最大发光强度的Er³⁺/Yb³⁺共掺BaGd₂ZnO₅上转换材料荧光粉, 首先采用试验优化设计中的均匀设计初步寻找Er³⁺/Yb³⁺合理的掺杂浓度; 其次通过二次通用旋转组合设计进一步优化实验, 建立起Er³⁺/Yb³⁺掺杂浓度与绿光和红光发光强度的回归方程; 最后通过遗传算法计算出方程的最优解, 即绿光和红光最大发光强度时对应的Er³⁺/Yb³⁺掺杂浓度. 利用传统的高温固相法分别制备出最优样品. 采用X 射线衍射对得到荧光粉的晶体结构进行了分析, 证明了所有产物均为纯相BaGd₂ZnO₅. 采用980 nm抽运激光作为激发源, 在同样的条件下测量了样品的上转换荧光发射光谱, 从中可见样品有较强的红光发射和绿光发射, 发光中心位于662, 551和527 nm, 分别对应于⁴F_9/2→⁴I_15/2, ⁴S_3/2→⁴I_15/2 及²H_11/2→⁴I_15/2能级跃迁. 研究了绿光和红光最优样品的上转换发光强度与激光器工作电流之间的关系, 通过分析发现红色和绿色上转换发光均为双光子过程. 由归一化的绿色上转换发射光谱可以看出, 激光器工作电流导致的样品温度变化可以忽略不计. 由于能级²H_11/2和⁴S_3/2之间存在热平衡, 并满足玻尔兹曼分布, 由此探讨了绿光最优样品上转换发射光谱中的绿色发射与温度的关系, 计算出²H_11/2和⁴S_3/2之间的能级差为ΔE=926.11 cm^-1. 研究了绿光最优样品的温度效应, 随着温度的升高, 发射强度逐渐变小, 出现了温度猝灭现象. 并计算了样品的激活能, 分别为总体激活能ΔE_总=0.45 eV, 绿光激活能ΔE_绿=0.45 eV, 红光激活能ΔE_红=0.46 eV.     

Y_2O_3∶Eu~(3+)纳米球的可控合成及尺寸效应所影响的发光性质

采用均匀沉淀法,通过改变稀土离子与尿素的量比成功合成了粒径分别为80,55,40 nm的Y_2O_3∶Eu~(3+)纳米球样品。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和发光光谱对不同尺寸纳米球的晶体结构、微观形貌和发光性质做了分析,对Y_2O_3∶Eu~(3+)纳米球的生长过程进行了研究。根据Judd-Ofelt理论,利用Eu~(3+)的发射光谱和荧光衰减等数据,计算了5D0→7FJ能级的辐射跃迁速率和荧光分支比,计算得到Y_2O_3基质材料的折射率为1.80以及不同粒径样品的光学跃迁强度参数。最后分析了5D0能级荧光发射与温度之间的依赖关系,结果证明了荧光温度猝灭行为符合Crossover过程,并通过阿伦尼乌斯公式非线性拟合获得了激活能,粒径为80,55,40 nm的Y_2O_3∶Eu~(3+)纳米球样品的活化能分别为0.201,0.193,0.200 eV。     

基于紫外或蓝光LED激发的Eu3+和Bi3+共掺杂LaMgB5O10红色荧光粉

采用固相法合成了Eu3+和Bi3共掺杂的LaMgB5O10红色荧光粉,在紫外或蓝光激发下,样品的红光强度随着Bi2O3的增加而增强.利用X射线衍射对样品的结构进行了分析,结果表明,掺入Bi2O3后,样品的结晶度更好.根据Judd-Ofelt理论计算,得到样品的内量子效率不随掺杂剂的改变而变化,约为43％.在394nm激...     

组合优化设计制备Y~(3+)/Dy~(3+)共掺Bi_2ZnB_2O_7新型荧光粉的发光性质

为获得Bi2ZnB2O7:Y3+/Dy3+新型荧光粉材料的最强黄光发光强度,运用均匀设计和二次通用旋转组合设计相结合法对Y3+/Dy3+最佳离子掺杂浓度进行优化研究,得到Y3+和Dy3+离子的最佳掺杂浓度分别为4.498mol%和6.001mol%.采用高温固相法合成最优样品,对样品结构进行表征,测定其激发光谱和发射光谱对Dy3+离子在Bi2ZnB2O7基质中的发光性质,研究发现:样品在452nm激发下,发射光谱主要由(460~500nm)蓝光发射、(550~610nm)黄光发射、(650~700nm)红光发射组成,分别对应于Dy3+的4F9/2→6H15/2、4F9/2→6H13/2及4F9/2→6H11/2跃迁;Bi2ZnB2O7基质为Dy3+提供了非中心对称的晶格格位;最优样品中Dy3+的荧光寿命为0.427ms,与相同浓度Dy3+单掺杂样品相比较可知引入Y3+在一定程度上提高了发光强度.     

航海专业学生物理通识教育研究

根据国际海事组织对STCW公约马尼拉修正案的决议,分析航运发展对航海专业学生教育的新影响。结合美国通识教育实践研究,探讨通识教育对提高航海专业学生各方面知识和综合技能的重要意义。以物理学科为例,介绍了物理通识教育开展模式和对国际型航运人才培养的启示。     

BaY_2ZnO_5:Tm~(3+)/Yb~(3+)荧光粉的试验优化设计合成及发光性质研究

为了获得BaY_2ZnO_5:Tm~(3+)/Yb~(3+)荧光粉材料的最大蓝色上转换发光强度,采用正交试验设计与二次通用旋转组合设计相结合的两步连续优化法对Tm~(3+)和Yb~(3+)掺杂浓度进行全局优化,得到该体系最强蓝光发射下的离子掺杂最佳浓度.采用高温固相反应法合成出蓝色上转换发光强度最强的BaY_2ZnO_5:Tm~(3+)/Yb~(3+)荧光粉材料,并对样品的晶体结构和上转换发光性质进行了研究.980nm红外光激发下,测量了最优样品在不同激发电流下的上转换发射光谱,由强度制约关系确定样品的蓝色上转换发光为三光子过程.测量了最优样品温度相关的上转换发射光谱,发现样品的蓝色上转换发光强度随着样品温度的升高而持续减弱,即发生了温度猝灭现象,计算得激活能约为0.602eV.     

Gd2(MoO4)3:Tb3+荧光粉的固相合成与光谱性质

以MoO3、Gd2O3及Tb4O7为原料,以NH4HF2为助溶剂,在碳粉还原条件下制备了不同Tb3+掺杂浓度的Gd2( MoO4)荧光粉样品.采用X射线衍射(XRD)对样品的晶体结构进行了表征,发现掺杂浓度的改变未对产物的晶体结构产生影响,产物均为单一正交相Gd2( MoO4)3.对样品的激发、发射光谱及荧光衰减特性进...