钨酸铅闪烁晶体垂直梯度凝固法生长及光学性能研究

本文报道了垂直梯度凝固法(VGF)生长PWO晶体的研究结果.通过优化工艺参数,成功获得直径25mm、长度140mm的PWO晶体.通过测试PWO晶体的XRD、透过光谱、荧光光谱等,研究了所得晶体的光学性能.结果表明:VGF法生长PWO晶体在350～420 nm处的光学透过率明显提高,荧光发光主峰位于435 nm,是快发光峰,但慢发光比例有所增加.     

Cu2ZnSnS4纳米晶的制备及其三阶非线性光学性能的研究

以乙酰丙酮铜、醋酸锌、二氯亚锡、油胺和硫粉为前驱体,采用one-pot法合成出了单分散的Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米晶.所得样品采用X射线粉末衍射仪(XRD),能量色散谱仪(EDS),透射电子显微镜(TEM),高分辨透射电子显微镜(HRTEM),光电子能谱仪(XPS),紫外-可见光谱仪(UV-vis)和Z-扫描(Z-scan)技术对其结构组成、形貌、性能等进行了表征.结果表明:所获得的产物为四方相结构的六边形CZTS纳米颗粒,直径约为10 nm.计算出尺寸大小为10 nm,13 nm的纳米晶的三阶非线性光学折射率γ(-1.08×10-15,-9.08×10-17 m2·W-1),三阶非线性光学吸收系数β(6.5×10-9,3.69×10-11 m·W-1)以及三阶非线性光学极化率χ(3)(1.49×10-9,4.35×10-10 esu).并探讨了CZTS纳米晶可能的形成机理,及引起三阶光学非线性发生变化的原因。     

溶剂热法制备球状Cu2ZnSnS4纳米晶及其表征

通过简单的溶剂热法合成了锌黄锡矿结构的Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米晶,使用L-半胱氨酸作硫源和络合剂,以金属氯化物作前驱体,在180°C下反应16h成功获得了CZTS微球.使用X射线衍射(XRD)仪,场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量色散谱(EDS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、多功能X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外-可见(UV-Vis)分光光度计对产物的物相、结构、形貌及光学性能进行表征.结果表明:所得的产物为纯相锌黄锡矿结构的CZTS纳米颗粒,CZTS微球直径为400-800nm,并可观察到微球是由大量厚度约20nm的纳米片构成;将CZTS颗粒均匀分散在异丙醇中,测试后估算其禁带宽度约1.58eV,与薄膜太阳能电池所需的最佳禁带宽度相近.并对其形成机理进行了初步探讨.     

不同气氛退火对钨酸铅晶体光学性能的影响

为探究不同气氛退火处理对钨酸铅晶体光学性能的影响,对坩埚下降法生长的钨酸铅晶体分别在氧化气氛(O2)、惰性气氛(N2)、还原气氛(CO)下进行退火处理,测试了退火前后的透射光谱、吸收光谱、荧光光谱、光产额和衰减时间等光学性能参数.结果表明,N2气氛退火后钨酸铅晶体350 nm处的本征吸收略有降低而O2和CO气氛退火后略有增强,富O2气氛下退火的钨酸铅(PWO)晶体在420 nm处产生较强吸收峰.O2、N2气氛退火的钨酸铅晶体荧光光谱出现红移,CO气氛退火的钨酸铅晶体荧光强度得到明显改善,O2、N2、CO不同气氛退火的PWO晶体在1000 ns积分时间内的光产额分别为:10 p.e/MeV、25 p.e/MeV、38 p.e/MeV,衰减时间分别约为5.2 ns、4.5ns、4.4 ns.     

Eu3+扩散钨酸铅晶体(PbWO4)光学性能研究

利用离子扩散法对下降法生长PbWO4晶体进行Eu3+扩散,通过透射光谱、荧光光谱、光产额和衰减时间的测试,研究了Eu3+扩散对PbWO4晶体的光学性能的影响.结果表明:Eu3+扩散PbWO4晶体可明显改善在350 nm波段的透过率,荧光光谱主峰为430 nm,且发光强度得到增强,在1000 ns的积分时间门宽内光产额为46 pe/MeV,衰减时间为6.5 ns.     

沉淀法制备钨酸铅微晶及形成机理研究

以硝酸铅和钨酸钠为原料,以聚乙二醇400为分散剂,采用沉淀法制备出不同形貌的钨酸铅微晶.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(FESEM)测试、能量分散光谱(EDS)、荧光光谱(PL)对样品进行了表征.结果表明:在80℃烘干后,得到结晶性能良好的纯相PbWO4;随着聚乙二醇-400量的增加,钨酸铅微晶形貌由塔状变向梭子状转变,且分散性良好、无团聚发生;PbWO4微晶在350 ～ 650 nm范围内具有较宽的发射谱带,由三组主要的发光峰构成,分别在430 nm、465 nm左右的蓝色发光峰和560 nm左右的弱的黄绿色发光峰.最后研究了PEG-400在PbWO4微晶生长阶段的控制作用,并提出了PbWO4有序微晶结构的形成机理.