SiO/SiO_2超晶格结构界面发光的研究

利用热蒸发技术在硅衬底上制备了层厚不同的SiO/SiO2超晶格样品.对其光致发光谱进行研究发现,随着SiO/SiO2超晶格中SiO层厚度的增加,发光峰在400～600 nm之间移动.研究表明,样品的发光中心来自于SiO/SiO2界面处的缺陷发光(界面态发光).即在样品沉积的过程中,在SiO/SiO2的界面处由于晶格的不连续性,会形成大量的Si-O悬挂键,这些悬挂键本身相互结合可以形成一定数量的缺陷,同时由于O原子容易脱离Si原子的束缚而产生扩散,因此,这些悬挂键可以与扩散的O原子结合,随着SiO层厚度的增加,在SiO/SiO2的界面处先后出现WOB(O3<≡Si-O-O·),NOV(O3≡Si-Si≡O3),E'中心(O≡Si·),NBOHC(O3≡Si-O·)等缺陷,这些缺陷在SiO层厚度增大的过程中对发光先后起到主导作用,从而使得发光峰产生红移.     

纳米Zn_2SiO_4∶Mn包覆SiO_2颗粒的制备及表征

采用水热合成方法添加KOH在SiO2颗粒表面包覆Mn2+掺杂纳米Zn2SiO4,通过X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、能谱、光致发光(PL)光谱仪对产物的晶体结构、形貌及光学性能进行表征,并对Zn2SiO4晶体在水热反应过程中的反应机制进行了讨论。XRD测试结果表明:220℃水热条件下,添加少量KOH,反应不同时间后,可在石英砂表面生成一层Zn2SiO4;SEM照片显示所生成的Zn2SiO4为六棱柱形,并且不同反应条件下Zn2SiO4的包覆程度不同。反应产物经光致发光性能研究表明:Mn2+掺杂纳米Zn2SiO4包覆SiO2样品中显示两套光致发光谱,一套为250nm左右激发产生的522nm绿色发光带,另一套为340～410nm宽带激发的440nm蓝色发光带,前者为典型的Mn2+离子发光,后者440nm发光带则有可能来源于基体SiO2的氧空位缺陷。     

Na-W-Mn/SiO_2催化剂的拉曼光谱研究

对含有不同 Na、W、Mn组分的 Na- W- Mn/ Si O2 系列催化剂进行了付里叶变换激光拉曼光谱测定和研究 ,并参考先前的与之相关催化剂的拉曼光谱 ,对它们的特征拉曼吸收谱带进行了归属。结果表明 :960 ,92 8,81 0 ,789cm-1等吸收峰是 Na- W- Mn/ Si O2 催化剂中 Na-O- W物种的特征吸收谱带 ;62 7,577,51 7,478cm-1等吸收峰是 Na- O- Mn物种的特征吸收谱带 ;Na- O- W分布在距催化剂表面较深的体相中 ;Na- O- Mn主要分布在催化剂的表面     

长余辉材料Sr2MgSi2O7：Eu2+,Dy3+中稀土离子的发光特性

利用同步辐射光源(德国HASYLAB实验室的SUPERLUMI实验站)和真空紫外激光(157.6nm)对新型蓝光发射长余辉材料Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺(0.2%),Dy³⁺(8%)进行了光谱研究。在170nm同步辐射光源激发下,观察到对应Eu²⁺:5d-4f跃迁的477nm发射带和对应Dy³⁺:4f-4f跃迁的两组线谱发射,其中只有来自Eu²⁺的5d-4f发射对长余辉光谱有贡献。在157.6nm激光激发下,除了上述发射外,还明显观察到对应Eu³⁺的红色线谱(590,614,626nm)。结合这些光谱特性,对Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺中稀土离子的发光特性以及长余辉发光机理进行了讨论,并提出了Eu²⁺充当空穴陷阱的可能性。     

Ni2(OCH3)2/SiO2催化剂上CO2和CH3OH的吸附和反应性能

采用表面改性和离子交换相结合的方法制备了Ni2 (OCH3 ) 2 /SiO2 负载型双核金属甲氧基配合物催化剂 ,利用红外光谱 (IR)、程序升温脱附 (TPD)、程序升温表面反应 (TPSR)和微反技术考察了催化剂的表面结构以及CO2 和CH3 OH的化学吸附和反应性能 .结果表明 :Ni2 (OCH3 ) 2 /SiO2 中Ni2 + 与载体SiO2 表面O2 -以双齿配位形式键合 ,甲氧基以桥基形式联结双金属离子形成双核物种Ni2 (OCH3 ) 2 ;CO2 在催化剂表面存在甲氧碳酸酯基物种和桥式两种吸附态 ,CH3 OH则只有一种分子吸附态 ;在 10 0～ 2 0 0℃条件下 ,CO2 和CH3 OH在催化剂上的反应产物主要是DMC和H2 O ;根据反应结果 ,讨论了催化反应机理 .     

DNA介导复合膜中[Ru(bpy)3]2+与Cu(Ⅱ)间光诱导电子转移

由于DNA与[Ru(bpy)₃]2+(bpy=2,2′-联吡啶)及Cu2+间的静电作用,用自铸膜法在铟锡氧化物(ITO)上制备了橙红色[Ru(bpy)₃]2+-DNA-Cu2+复合膜,并应用稳态和暂态荧光光谱、紫外可见光谱、荧光显微镜和扫描电镜对复合膜进行了表征和DNA介导的光诱导电子转移(PET)研究。结果表明,[Ru(bpy)₃]2+-DNA-Cu2+复合膜(摩尔比为10∶20∶1)呈现了明显的吸收特征峰(450 nm)和发射峰(λ_em=595 nm),发光呈单指数衰减,发光寿命为188.6 ns,Cu2+通过DNA介导PET机制猝灭[Ru(bpy)₃]2+发光,猝灭常数为6.94×103 L·mol-1,猝灭速率常数为3.80×1010 L·mol-1·s-1;复合膜中Cu2+摩尔比(10倍)的增大使发射峰蓝移了11 nm,吸收和发射强度衰减至消失,Cu2+通过静态猝灭机制削弱[Ru(bpy)₃]2+发光。此外,对比于溶液和复合膜中Cu2+对[Ru(bpy)₂(tatp)]2+-DNA(tatp=1,4,8,9-四氮三苯)的发光调控,Cu2+仅能因静电作用猝灭复合膜中[Ru(bpy)₃]2+的发光。     

溶胶-凝胶ZrO_2/SiO_2薄膜的激光损伤研究

采用溶胶-凝胶工艺分别制备了SiO2和ZrO2单层薄膜、ZrO2/SiO2双层膜以及ZrO2/SiO2多层高反膜。用输出波长为1064nm、脉宽为6.3ns的YAG激光器对薄膜进行了激光损伤实验。观察了薄膜经强激光辐照后的损伤情况,讨论了薄膜的激光损伤行为,并从理论上分析了产生这些损伤的原因,为进一步镀制高质量的ZrO2/SiO2多层高反膜提供了依据。     

Y2O3:Yb3+,Tm3+纳米材料的可见及紫外上转换发光

通过燃烧法制备了Yb³⁺-Tm³⁺共掺的Y₂O₃纳米粉体,并对样品在980 nm激光照射下的上转换发光特性进行了研究.实验发现,样品在可见光区域能够产生强烈的蓝色发光(476 nm和487 nm)和较弱的红色发光(约650 nm),而且同时观察到了两个紫外发光峰¹I₆→³H₆ (~297 nm)和^{1关键词： 2O₃:Yb3+')" href="#">Y₂O₃:Yb3+ 3+}')" href="#">Tm³⁺ 上转换光谱 敏化 紫外发光     

MEH-PPV/SiO_2异质结发光机理和非晶SiO_2二次特性的研究

在薄膜电致发光中采用有机聚合物MEH-PPV和无机半导体SiO_2复合制成异质结发光器件,利用SiO_2的加速、倍增和离化的二次特性,实现了固态阴极射线发光.结构为ITO/SiO_2/MEH-PPV/SiO_2/Al的发光器件,其电致发光光谱的显著特征是有两个发光谱带.光谱中除了波长较长(峰值为583 nm)的MEH-PPV的激子发光谱外,还观察到了波长较短(峰值为403 nm)的蓝色发光谱,并且长短波的发光强度随着电压的不同而变化.电压较低时,只有长波光发射.当电压较高时,只有短波光存在.这种有两个谱带的发光是固态阴极射线发光的独特标志,它是一种全新的激发方式,引发出发光学中一些新而重要的问题.固态阴极射线发光理论的重要方面之一就足SiO_2的二次特性.文章研究了固态阴极射线发光动力学问题,高电场下SO_2二次特性及厚度对二次特性的影响.     

激光烧蚀Al热原子与CF4反应中C2的形成及其发光光谱研究

脉冲激光烧蚀金属平面铝靶产生的热原子与气相CF4碰撞反应中，在400—600nm之间观测到激发态C2分子的发光光谱，它们可归属为Swan带的d3Πg-a3Πu跃迁中Δv＝２，1，0，-1，-2五个振动序列（v'≤6）.光谱强度分析表明，C2激发态的振动温度达6340K左右.与激光烧蚀Al＋O2反应生成AlO的实验结果以及激光烧蚀Cu＋CF4的光谱比较，对比Al(2P1/2-2S1/2,3944nm）和C2的d—a跃迁（0—0）带带头（5165nm)的飞行时间轮廓，认为激发态的Al(2S1/2)原子通过 关键词： 激光烧蚀 发光光谱 C2分子     

溶胶-凝胶法制备Ce3+掺杂纳米SiO2材料光致发光研究

通过溶胶-凝胶技术制备了掺杂Ce^3＋离子的纳米SiO2材料,并经较低温度下煅烧,研究其光致发光（PL）性能。X射线衍射（XRD）及透射电子显微镜（TEM）测试结果表明该纳米材料具有非晶态结构,颗粒尺寸为20～30nm。对其光致发光谱的测定显示：经450℃低温煅烧,未掺杂SiO2样品的光致发光谱明显为多峰的宽带结构,而微量Ce^3＋掺杂的样品在230nm激发下存在着唯一的一个很强的、主峰位于346nm左右的紫外发光峰,与未掺杂SiO2及Cu^2＋掺杂SiO2样品的比较表明该发光峰并非常见的Ce^3＋离子的d-f跃迁产生的特征发光带,而是起源于SiO2中的某种本征缺陷中心。通过不同煅烧温度以及不同Ce^3＋离子掺杂量对346nm发光峰强度的影响,讨论该发光峰起源可能的结构模型。     

Cu掺杂天然方钠石的VUV-Vis发光特性

采用高温固相法制备了Cu掺杂天然方钠石光致发光粉末。使用电子探针能谱分析（EDS）和微区分析（EPMA）测出了天然方钠石所含的主要化学成分。用X射线衍射（XRD）研究了Cu掺杂对方钠石结构的影响。室温下测量了真空紫外-紫外-可见光光谱。结果表明,激发光谱中171 nm处的激发带属于基质吸收;202,255,280,290 nm左右的激发带是Cu⁺离子的3d¹⁰→3d⁹4s跃迁引起的。Cu在方钠石晶体中以两种位置存在,分别为Cu⁺离子在Na⁺离子晶格位置上出现的Cu1位置和复合层间的Cu2位置,并形成Cu⁺ 离子的Cu1和Cu2发光中心。用不同波长光激发Cu1和Cu2发光中心得到的峰值分别位于420 nm和470 nm的蓝色荧光来源于Cu⁺离子内的3d⁹4s→3d¹⁰电子跃迁。对样品的发光机理及浓度猝灭过程进行了探讨和研究。     

Cathodoluminescence of thorium in the presence of O2, CO and gas mixtures of CO-O2 and CO-H2

The cathodoluminescence (2–6 keV incident electrons) observed from thorium (111) and (533) crystal faces was recorded and analyzed for surfaces produced under various conditions. The blue luminescence observed in the presence of a partial oxygen pressure ～ 133 μPa (～10^-6 Torr) was found to consist of a broad asymmetric major band that peaked around 468 nm on which weak bands or lines were superimposed at approximately 433, 489, 502, and 534 nm. The emission was almost totally extinguished in the presence of a partial CO pressure ～ 133 μPa (～10^-6 Torr). The thorium-oxygen cathodoluminescence (CL) is interpreted as arising from the formation of ThO₂ and the excitation of luminescence centers by the incident electron beam and their subsequent decay. The major luminescence at 468 nm arises from F centers in ThO₂. The weak bands at 433 and 534 nm may arise from surface F⁺ and F centers designated as F⁺_s and F_s. The former may also be due to an OH luminescence center. The two longer wavelength lines (489, 502 nm) superimposed on the broad major band at approximately 468 nm are interpreted as arising from Pr³⁺ impurities in the thorium lattice that gave rise to fluorescence emission. The line at 468 nm also may be due in part to the fluorescence of ThO. The cathodoluminescence spectra observed in the presence of CO, and (CO+O₂) and (CO+H₂) gas mixtures were consistent with an interpretation that O₂ in the gas phase was required in order to obtain ThO₂ on and below the surface to produce significant luminescence. Auger spectroscopy showed that exposure to CO left approximately as much oxygen on the surface as in the case of O₂ but did not produce appreciable cathodoluminescence.     

掺铒nc-Si/SiO2薄膜中nc-Si和Er3+与非辐射复合缺陷间相互作用对薄膜发光特性的影响

对nc-Si/SiO2薄膜中纳米硅(nc-Si)、Er3+和非辐射复合缺陷三者间的关系作了研究.在514.5 nm光激发下，nc-Si/SiO2薄膜在750nm和1.54μm处存在较强的发光，前者与薄膜中的nc-Si有关，后者对应于Er3+从第一激发态4I13/2到基态4I15/2的辐射跃迁.随薄膜中Er3+含量的提高，1.54μm处的发光强度明显增强，750 nm处的发光强度却降低.H处理可以明显增强薄膜的发光强度，但是对不同退火温度样品，处理效果却有所不同.根据以上实验结果，可得如下结 关键词： Er3+ nc-Si H处理     

SiO2微球表面吸附PDADMAC的研究

研究了SiO2 微球表面吸附聚阳离子电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵PDADMAC的吸附等温线分别随溶液NaCl浓度、pH值和温度的变化趋势 ,以及不同 pH值下的Zeta电位 .测试结果表明 ,聚电解质在SiO2 微球表面的吸附分别随盐浓度和pH值的增加而增加 ,该吸附属于Langmuir型 .随着PDADMAC吸附量的增加 ,SiO2微球的等电点逐渐向碱性范围移动 .在碱性条件下 ,吸附PDADMAC的SiO2 微球显示良好的分散稳定性 .XPS分析显示 ,SiO2 微球表面吸附PDADMAC后含氮 ,其N1s结合能为 4 0 1.7eV .O1s谱含两个峰 ,分别对应低结合能的SiO2 结构氧和高结合能的吸附氧 .当SiO2 微球表面吸附PDADMAC后吸附氧部分的O1s峰增加 .     

Cl-离子修饰Ce3+掺杂SiO2材料发光峰的蓝移

采用溶胶凝胶技术通过添加Ce(NO3)3制备了掺杂Ce3 离子的纳米SiO2材料,进行了不同温度的氯化处理。采用电子能谱、吸收光谱以及荧光光谱对Cl-离子修饰Ce3 掺杂SiO2材料的成分及光学性能进行分析、测试,研究Cl-离子修饰对掺杂SiO2材料中Ce3 离子光学性能的影响。测试结果表明,经过氯化处理不仅可以明显提高Ce3 离子掺杂SiO2材料的发光强度,还可以使发光和激发波长产生明显的变化,发光波长由445 nm蓝移至390 nm,激发波长由326 nm蓝移至290 nm左右。这种转化具有可逆性,将经氯化处理的样品重新在空气中处理后,发光强度减弱,发光和激发波长也恢复到氯化处理前的位置。     

溶胶凝胶法制备PMMA/SiO2杂化材料

 针对目前PMMA/SiO₂杂化材料制备过程中容易出现的相分离问题，采用原位聚合和同步溶胶凝胶过程制备了聚合物链段与无机组分间有化学键作用的PMMA/SiO₂杂化材料，并应用透射电子显微镜、红外光谱分析仪、X射线衍射分析仪、热失重分析仪等对不同SiO₂含量的PMMA/SiO₂杂化材料的形貌及结构进行了研究。结果表明：SiO₂含量在20%～60%间的PMMA/SiO₂杂化体系没有明显的相分离现象，SiO₂含量在20%～40%间的杂化体系的透光性较好。     

ZnO/SiO2 复合薄膜的光学性能

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备ZnO/SiO₂复合薄膜,分别用XRD、TEM、SEM对样品的结构和形貌进行表征,并研究了不同ZnO含量对复合薄膜透过率及荧光特性的影响。结果表明,样品经500 ℃退火处理生成了SiO₂和ZnO,其晶粒尺寸为18.7 nm,薄膜具有双层结构。复合薄膜的透过率随着其中ZnO含量的增加而降低,禁带宽度减小,光学吸收边红移。样品在355 nm波长激发下产生了384 nm的紫外发射峰和440 nm的蓝光发射带,并随ZnO含量的增加而增强,它们分别来自ZnO的电子-空穴复合发光和缺陷发光,及ZnO/SiO₂复合薄膜双层结构的缺陷发光。     

Radiation induced defects in SiO 2

The main luminescent centers in SiO 2 films are the red luminescence R (650 v nm; 1.85 v eV) of the non-bridging oxygen hole center (NBOHC) and the twofold-coordinated (divalent) silicon with a blue B (460 v nm; 2.7 v eV) and a UV band (285 v nm; 4.4 v eV). Especially the latter ones are produced under irradiation, but from existing precursors assumed as silicon related oxygen deficient centers (SiODC). Therefore, in order to prove these models we compare a direct oxygen implantation with a direct silicon implantation into SiO 2 layers. The main result is: implanting oxygen increases the red band R but does not affect the blue band B. Silicon surplus increases the amplitude of the blue (B) luminescence, but reduces the amplitude of the red (R) one. Studying the cathodoluminescence dose dependence of these blue and red bands we have established defect transformation kinetics in SiO 2 including six main defects and precursors as well as the mobile oxygen as the main transmitter between precursors and the radiation induced defects. The kinetics is described by eight rate equations which predict the dose dependence of the red (R) and blue (B) luminescence intensities and their temperature dependences very well.     

Investigation of luminescence properties in SiO2: Tb,Yb upconversion inverse opal

The SiO₂: Tb, Yb inverse opals with photonic band gap at 465 or 543 nm were prepared, and an effect of photonic band gap on upconversion spontaneous emission from Tb³⁺ was investigated. The results show that the photonic band gap has a significant influence on the upconversion emission of the SiO₂: Tb, Yb inverse opals. The upconversion luminescence of the Tb³⁺ ions is suppressed in the inverse opal compared with the luminescence of that of the reference sample.