基质敏化的Er0.1Gd0.9VO4晶体的红外量子剪裁

研究了Er_0.1Gd_0.9VO₄晶体材料的红外量子剪裁现象, 发现了较为有趣的基质敏化的红外量子剪裁现象. 即对于1537.5 nm的⁴I_13/2→⁴I_15/2红外荧光的激发谱存在一个宽而强的337.0 nm波长的激发谱峰,仔细分析可以认定337.0 nm的激发峰对应着基质GdVO₄材料的吸收. 同时,发光谱的测量显示337.0 nm光激发Er_0.1Gd_0.9VO₄材料的基质吸收带时导致的1537.5 nm⁴I_13/2→⁴I_15/2红外荧光的积分强度比其他所有荧光的积分强度的总和大了接近10倍, 它的红外量子剪裁效率仅次于最强的²H_11/2能级受激的红外量子剪裁效率且比其他能级都强. 关键词： 红外的量子剪裁 太阳能电池 0.1Gd_0.9VO₄晶体材料')" href="#">Er_0.1Gd_0.9VO₄晶体材料     

氟氧化物玻璃陶瓷中铒激活中心的双光子三光子与四光子近红外量子剪裁发光

研究了掺铒的氟氧化物玻璃陶瓷的双光子、三光子与四光子近红外量子剪裁发光.我们测量了掺铒的氟氧化物玻璃陶瓷的X 射线衍射谱、吸收谱、从可见到近红外的发光光谱与激发光谱.当Er3+浓度从0.5％增加到2.0％,发现铒离子的4I15/2→2G7/2,4I15/2→4G9/2,4I15/2→4G11/2,4I15/2→2H9/2,4I15/2→(4F3/2,4F5/2),4I15/2→4F7/2,4I15/2→2H11/2,4I15/2→4S3/2,4I15/2→4F9/2,与4I15/2→4I9/2红外激发谱峰的强度增加了大约5.64,4.26,2.77,7.31,6.76,4.75,2.40,11.14,2.88,和4.61倍,同时,铒离子的4I15/2→2G7/2,4I15/2→4G9/2,4I15/2→4G11/2,4I15/2→2H9/2,4I15/2→(4F3/2,4F5/2),与4I15/2→4F7/2的可见激发谱峰的强度减小了1.36,1.93,3.43,1.01,2.24和2.28倍.也就是说我们发现红外发光与激发的强度都增强了2～11倍,与此相伴的可见的发光与激发强度都减小了一到三倍.而且,1 543.0与550.0 nm发光的激发谱不仅在峰值波长而且也在波峰形状上非常相近.上述实验结果证实了所看到的现象为多光子近红外量子剪裁发光现象.为了更好的分析量子剪裁的过程与机理,还测量了主要的可见与红外发光强度随激发强度的改变;发现所有可见和红外发光强度都基本上是随激发强度成线性变化关系;其中,可见的发光强度随激发强度的改变呈略大于线形一次幂的变化关系,它是由于小的激发态吸收造成的;而1 543.0 nm红外发光强度随激发强度的变化呈略小于线形一次幂的变化关系,它即是量子剪裁发光的特征现象.还发现4I9/2能级的双光子量子剪裁主要由{4I9/2→4I13/2,4I15/2→4I13/2} ETr31-ETa01交叉能量传递所导致;4S3/2能级的三光子量子剪裁主要由{4S3/2→4I9/2,4I15/2→4I13/2} ETr53-ETa01和{4I9/2→4I13/2,4I15/2→4I13/2} ETr31-ETa01交叉能量传递所导致;2H9/2能级的四光子量子剪裁主要由{2H9/2→4I13/2,4I15/2→4S3/2} ETr91-ETa05,{4S3/2→4I9/2,4I15/2→4I13/2} ETr53-ETa01和{4I9/2→4I13/2,4I15/2→4I13/2} ETr31-ETa01交叉能量传递所导致.上述研究结果对目前的全球热点新一代量子剪裁太阳能电池很有价值.     

钒酸钇的基质施主合作能量传递导致的镱离子的近红外量子剪裁发光

稀土材料的红外和可见量子剪裁对于寻找更好能量效率的发光材料来说都是一个激动人心的发展。发光效率的最大上限值能从100%提高到200%甚至更高。在第一代晶硅太阳能电池与第二代薄膜太阳能电池之后第三代的聚光太阳能电池已成为目前的重点发展方向。现在,利用稀土材料的近红外量子剪裁发光效应有可能较好的解决太阳光谱与太阳能电池光电响应之间存在的光谱失配的问题,因此有可能较大幅度的提高太阳能电池的发电效率,因而具有重要的意义与价值。研究了钒酸钇晶体基质中Yb3+离子的近红外量子剪裁发光现象,测量了从可见到红外的钒酸钇晶体的发光谱、激发谱与荧光寿命,测量发现钒酸钇晶体基质能带在约322.0nm光激发时能导致有效的从钒酸钇晶体基质到Yb3+离子的二级合作能量传递,进而导致了很强的Yb3+离子的985.5nm2 F5/2→2 F7/2的近红外量子剪裁发光,同时,钒酸钇晶体基质的位于430.0nm的发光强度大幅降低。测量发现:(A)Yb(1.5)∶YVO4晶体的430.0nm的荧光寿命值为τA=3.785μs;(B)YVO4晶体的430.0nm的荧光寿命值为τB=22.72μs;研究计算发现总的理论量子剪裁效率上限值为η1.5%Yb=183.3%。     

FRACTAL PATTERN GROWTH OF METAL ATOM CLUSTERS IN ION IMPLANTED POLYMERS

The fractal and multi-fractal patterns of metal atoms are observed in the surface layer and cross section of a metal ion implanted polymer using TEM and SEM for the first time. The surface structure in the metal ion implanted polyethylene terephthalane (PET) is the random fractal. Certain average quantities of the random geometric patterns contain self-similarity. Some growth origins appeared in the fractal pattern which has a dimension of 1.67. The network structure of the fractal patterns is formed in cross section, having a fractal dimension of 1.87. So it can be seen that the fractal pattern is three-dimensional space fractal. We also find the collision cascade fractal in the cross section of implanted nylon, which is similar to the collision cascade pattern in transverse view calculated by the TRIM computer program. Finally, the mechanism for the formation and growth of the fractal patterns during ion implantation is discussed.     

CTAB/正丁醇-正辛烷-水和盐水的拟三元体系相图及微乳液微观结构的电导研究

绘制了CTAB/正丁醇-正辛烷-水和Al(NO₃)3(或Na2WO4)盐水拟三元体系的35℃相图.用电导法并结合电解质理论讨论了微乳液的微观结构,将整个微乳液单相区分为W/O微乳区、O/W微乳区和B.C.双连续区,并且用渗滤理论确定了一个分散相质点为W/O球状结构的反胶团微乳液区.     

掺钬镱离子的氟氧化物玻璃陶瓷的一级和二级红外量子剪裁的研究

本文报道了掺钬镱离子的氟氧化物玻璃陶瓷的一级和二级红外量子剪裁的比较研究．研究发现当0G5能级到0＆能级及之间的能级被激发的时候,大多数的粒子数容易无辐射弛豫到（5F4^5S2）能级．在（0F40＆）能级,由很强的ET7-ETaYb{5F4（Ho）→5I6（Ho）,2F7／2（Yb）→2F5/2（Yb））交叉能量传递渠道,导致Ho3＋离子的粒子数被无损耗的交叉能量传递到5I6能级,同时Yb3＋离子从基态2F7／2能级被激发到2F5/2能级,它导致了两个能被晶体硅有效吸收的红外光子,即一个（1153am,1188am）的红外光子和另一个（973．0nm,1002．0nm）的红外光子,因此出现了显著的双光子一级红外量子剪裁．最后,该文计算了Ho（0．5）Yb（1）：FOV和Ho（0．5）Yb（10．5）：FOV的交叉能量传递效率为ηtr,1％Yb（5FS2）=29．2％,‰,10．5％Yb（5F4^5S2）=99．2％和它们的共合作能量传递效率为ηtr,1％Yb（5F3）=4．18％,ηtr,10．5％Yb（5F3）=75．3％;而它们的双光子量子剪裁效率的理论上限值依次为ηCR,1％Yb（5F4^5S2）=129．2％,ηCR,10．5％Yb（5F4^5S2）=199．2％和ηCO,1％Yb（5F3）=104．18％,ηCO,10.5％Yb（5F3）=175．3％．因此发现了一级红外量子剪裁有比二级红外量子剪裁高较多的概率．该项研究对太阳能电池效率的提高很有意义．     

三光子量子剪裁系统后置提高太阳能电池效率

稀土离子材料量子剪裁的研究能有效的提高基质发光材料的发光效率,近年来量子剪裁也不断的在太阳能电池领域取得比较重要的位置。利用稀土离子掺杂材料能有效的获得三光子量子剪裁能拓展太阳光谱的响应范围,同时在太阳能电池中产生多个电子空穴对,电子空穴对多元化有效的减少能量损失以及太阳光谱利用范围的拓宽有效提高了太阳能电池的效率。根据量子剪裁的理论设置相应的具有下转换系统太阳能电池的物理模型及等效电路图,根据太阳能电池效率计算的细致平衡原理求得其最大的极限效率。把稀土离子三光子量子剪裁应用于实际太阳能电池的应用价值进行粗略的估算,三光子量子剪裁系统后置太阳能电池时可以得到最大效率为58.58%,与Trupke双光子下转换模型相比效率有很大的提高。三光子系统后置太阳能电池理论模型的设置比较好的证明了稀土材料三光子量子剪裁对于推进太阳能电池课题的发展具有重要意义。