物质不灭规律的应用——谈e+湮没谱学

 物质既不能产生,也不会消灭,它只能从一种形式转换成另一种形式.正电子（e⁺）的产生与湮没就是典型的例子.当能量较高（至少大于1.02MeV）的γ光子与物质相互作用时,有可能产生一对互为反粒子的正、负电子,而γ光子本身却“消失"了;当一个e⁺进入介质与一个e^-相互作用时,也会发生“湮没”而放出γ射线.人们利用这一物质形式转换的规律建立了e⁺湮没谱学.     

Eu2+,Mn2+在BaZnP2O7中的发光及Eu2+→Mn2+能量传递

采用高温固相法合成了BaZnP₂O₇:Eu²⁺,Mn²⁺荧光粉,并对其发光性质及Eu²⁺对Mn²⁺的能量传递机理进行了研究.Eu²⁺和Mn²⁺在380 nm和670nm的发射峰分别由Eu²⁺的5d—4f跃迁和Mn²⁺的⁴T₁(^{4关键词： 磷酸盐 2+}')" href="#">Eu²⁺ 2+')" href="#">Mn²⁺ 能量传递     

Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Eu3+发光性能及颜色调控

采用静电纺丝法在不同气氛下制备了Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺,Eu³⁺纤维,研究其晶体结构和形貌;将纤维与聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合后获得Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺,Eu³⁺-PDMS复合材料,研究其光致发光和应力发光性能。研究结果显示,氮气、空气下制备样品的XPS图谱同时出现Eu²⁺和Eu³⁺结合能特征峰;在360 nm和395 nm激发下复合材料的光致发光光谱中,不但有Eu²⁺位于469 nm处的蓝色宽带发射,还包含Eu³⁺位于615 nm的多个红色窄带发射。因为Eu³⁺在电荷补偿下还原成Eu²⁺并在刚性结构保护下不被氧化,证实了Eu³⁺在Sr₂MgSi₂O     

三嵌段共聚物SEBS中自由体积行为的温度及e+辐照时间依赖性的研究

利用正电子湮没寿命谱实验手段研究了²²Na放射源的e⁺自辐射对三 嵌段共聚物SEBS的正电子湮没参数的影响，而后结合Eldrup的经典模型，研究了SEBS的自由体积孔尺寸和自由体积分数随着温度的变化关系，给出了自由体积分数在T_g以上和在Tg以下各自区域内分别与温度呈线性关系，最后结合Williams-Landel-Ferry(WLF)自由体积理论和Eldrup的经典模型讨论了热膨胀系数和自由体积分数中的A常数. 关键词： 正电子湮没技术 嵌段共聚物 自辐射 热膨胀     

Eu2+掺杂CaSi2O2N2荧光粉发光性能

采用固相反应法合成了组成为Ca_1-xEu_xSi₂O₂N₂的Eu²⁺掺杂CaSi₂O₂N₂荧光粉.通过荧光光谱对样品的发光性能进行了研究,发现Eu²⁺掺杂CaSi₂O₂N₂荧光粉发射光谱为宽波段的单峰结构,主要包含绿光和黄光区,发射峰在556~568 nm.从发射光谱的宽带特征来看,CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺的发射主要对应着Eu²⁺离子4f⁶5d→4f⁷跃迁.从激发光谱所覆盖的范围还可以看到,样品可以有效的被UV蓝-光激发,这意味着该类荧光粉在白光LED方面有可能得到广泛的应用.另外,样品的发光性能与激发离子的浓度有着很大关系.激发离子浓度增大时,发射光谱会发生明显红移.利用这一性质,可以通过改变Eu²⁺浓度来调节荧光粉的发光范围,从而满足不同场合的需要.同时,Eu²⁺浓度提高,样品发射光谱的强度也会随之增强,在x=0.06时发射强度达到最大值,之后继续增加Eu²⁺浓度,强度不仅没有增加反而降低,即出现浓度猝灭现象.     

Sr2+掺杂荧光粉Ca2Nb2O7：Eu3+的发光特性

采用高温固相法制备出Ca_1.97-xSr_xNb₂O₇：3%Eu³⁺（x=0.10,0.50,1.0,1.5,1.97）红色荧光粉,研究了Ca_1.97-xSr_xNb₂O₇：3%Eu³⁺的发光特性及Sr²⁺的浓度对该荧光粉发光性质的影响。随着Sr²⁺浓度的改变,Ca_2-xSr_xNb₂O₇：Eu³⁺的XRD呈现不同的相。Ca_1.97Nb₂O₇：3%Eu³⁺（x=0）的激发光谱中,302 nm附近的强宽带来自于O^2-→Eu³⁺电荷转移跃迁,272 nm附近的肩峰来自于NbO^7-₆基团的电荷转移跃迁,350~600 nm范围内的锐锋属于Eu³⁺的特征4f-4f组内跃迁。在398 nm激发下,发射光谱的最强峰位于616 nm,属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁,发射出强烈的红光。当Ca²⁺逐渐被Sr²⁺取代时,Ca_2-xSr_xNb₂O₇：Eu³⁺的各激发峰的强度先提高后降低,且O^2-→Eu³⁺电荷转移跃迁发生明显红移。少量Sr²⁺的掺杂可以有效提高Ca_2-xSr_xNb₂O₇：Eu³⁺ 的红光发射强度,当x=0.01时该荧光粉的红光发射达到最强,可以被紫外LED芯片激发。     

H2D+与固体的相互作用及H2D+的结构测量

报道了分子离子H₂D⁺与超薄固体膜相互作用的实验研究.阐述了H₂D⁺对天体物理等领域的重要性,简述了近几年针对H₂D⁺的研究,分析了在实验室条件下H₂D⁺的形成机理,给出了其与固体膜相互作用产生库仑爆炸的能谱.进行了辅助实验,使D₂⁺与相同固体膜发生作用,并利用这个结果和其他分析与处理方法,将H₂D⁺的D⁺能谱中D₂⁺计数部分做了去除.实验再次证实了分子离子与固体相互作用时尾流效应的存在,采用三体尾流效应对比的方法最终确定了H₂D⁺结构形状和键长.对H₂D⁺库仑爆炸后的较重离子尾流谱形状的反常现象做了讨论和分析.     

Na2SrMg(PO4)2: Ce3+, Mn2+荧光粉的发光性质及其能量传递机理

采用高温固相法制备了Na₂SrMg(PO₄)₂: Ce³⁺, Mn²⁺ (NSMP: Ce³⁺, Mn²⁺) 荧光粉, 并对其发光性质及Ce³⁺ 对Mn²⁺ 的能量传递机理进行了研究. Ce³⁺ 和Mn²⁺ 在334 nm 和617 nm 的发射峰分别为Ce³⁺ 的5d→4f 跃迁和Mn²⁺ 的⁴T₁(⁴G)→⁶A₁(⁶S) 跃迁产生. Ce³⁺ 对Mn²⁺ 的发光有较强的敏化作用, 根据Dexter能量传递效率公式判断Na₂SrMg(PO₄)₂ 中Ce³⁺ 对Mn²⁺ 的能量传递属于电偶极-电四极相互作用引起的共振能量传递.     

Ba2SiO4:Ce3+,Mn2+荧光粉的制备与光谱性质

用高温固相反应法合成了Ba₂SiO₄:xCe³⁺,yMn²⁺(x=0~0.2, y=0~0.15)荧光粉,研究了荧光粉的晶体结构和发光性质。在紫外光激发下,Ba₂SiO₄:xCe³⁺的发射光谱为位于384 nm附近的宽带。Ba₂SiO₄:Mn²⁺样品的发射光谱位于376 nm的宽带较强,红光发射极弱。在Ce³⁺和Mn²⁺共掺的Ba₂SiO₄:xCe³⁺,yMn²⁺样品中,位于606 nm附近的红光发射较强,来源于Mn²⁺的⁴T₁(⁴G)-⁶A₁(⁶S)跃迁。这说明Ce³⁺离子将部分能量传递给了Mn²⁺离子,有效地敏化了Mn²⁺离子的发光。当Ce³⁺的摩尔分数为0.2、Mn²⁺的摩尔分数为0.075时,Ba₂SiO₄:xCe³⁺,yMn²⁺荧光粉位于606 nm的Mn²⁺的发射峰最强。     

SrZn2(PO4)2:Sn2+,Mn2+荧光粉的发光性质及其能量传递机理

采用高温固相法制备了SrZn₂(PO₄)₂:Sn²⁺(SZ₂P:Sn²⁺), SrZn₂(PO₄)₂:Mn²⁺(SZ₂P:Mn²⁺), SrZn₂ (PO₄)₂:Sn²⁺, Mn²⁺(SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺) 荧光粉. 通过X射线衍射、激发和发射光谱详细研究了荧光粉的物相和发光性质. 在SrZn₂(PO₄)₂ 基质中, Sn²⁺离子发射光谱是峰值位于461 nm宽带谱, 归属于Sn²⁺离子的³P₁→¹S₀能级跃迁, SZ₂P:Mn²⁺激发光谱由基质吸收带(200–300 nm)和位于352, 373, 419, 431和466 nm的一系列激发峰组成, 分别对应Mn²⁺离子的⁶A₁(⁶S)→⁴E(⁴D), ⁶A₁(⁶S)→⁴T₂(⁴D), ⁶A₁(⁶S)→[⁴A₁(⁴G), ⁴E(⁴G)], ⁶A₁(⁶S)→⁴T₂(⁴G)和⁶A₁(⁶S)→⁴T₁(⁴G)能级跃迁, 因此, SZ₂P:Sn²⁺ 的发射光谱与SZ₂P:Mn²⁺的激发光谱有较大范围的重叠. 结果表明Sn²⁺对Mn²⁺发光有明显的敏化作用. 基于Dexter电多极相互作用能量传递公式和Reisfeld近似原理分析, 荧光粉SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺中Sn²⁺-Mn²⁺离子之间的能量传递机理属于电四极-电四极相互作用引起的共振能量传递, 并计算出Sn²⁺-Mn²⁺离子之间能量传递临界距离R_c ≈ 1.78 nm. 通过改变Sn²⁺, Mn²⁺离子掺杂浓度, 实现了荧光粉发光颜色的调节, 在254 nm短波紫外激发下荧光粉发出较强的蓝白光. 研究结果表明SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺荧光粉有望应用于紧凑型节能灯照明领域, 随着半导体紫外芯片技术的发展, 有潜力应用于未来的白光发光二极管照明领域.     

Positron annihilation in KH2PO4

A positron annihilation study of KH₂PO₄ provides new evidence of a high temperature phase transition at 447 K. The results suggest the formation of a long lived positron or positronium state which could be associated with bond defects.     

Gd替代YBa2Cu3O7－δ超导体的相结构与局域电子结构的研究

利用正电子湮没实验，结合x射线衍射(XRD)结构分析，研究了具有混合稀土特征的(Y_{1 -x}Gd_x)Ba₂Cu₃O_7-δ系列样品. XRD 实验结果表明，半径较大的Gd离子Y位替代使得样品晶胞参数和晶胞体积增大，但所有样品 仍保持与YBa₂Cu₃O_7-δ(YBCO)样品相同的单相正交结 构. 正电子湮没实验表明，正电子各寿命参数表现出很强的Gd替代依赖关系. 从正电子实验 结果出发，计算了Cu-O链区局域电子密度n_e的变化. 结果表明，局域电子密度n _e随Gd含量x的增加而减小，而超导转变温度T_c随局域电子密度ne的减小而增加，这种局域电子密度n_e与超导电性的关联是与铜位替代 完全不同的，且可能是近年来人们关于混合稀土铜氧化物体系具有较高临界电流密度的原因 之一. 该研究结果为铜氧化物超导体的应用和机理研究提供了相应的正电子实验资料. 关键词： 超导电性 正电子湮没 相结构 局域电子密度     

POSITRON ANNIHILATION STUDY OF YBa2(Cu1-xSnx)3Oy SUPERCONDUCTORS

The positron annihilation lifetime spectra and their temperature dependence for the YBa₂Cu₃O_y superconducting ceramics doped with Sn have been studied. The resutts of analyses indicate that the element Sn is substituted for Cu(1) sites, and this leads to the ordering of the oxygen atoms as well as the increase of local electronic density in the Cu(1)-O layer where Cu(1) is substituted by Sn.     

非晶锂离子导体B2O3-0.7Li2O—0.7LiCl-xAl2O3晶化过程的正电子湮没一维角关联辐射研究

本文用中国第一台正电子湮没辐射一维角关联实验装置,测量了非晶锂离子导体B₂O-0.7Li₂O-0.7LiCl-xAl₂O₃(x=0.15;0.10;0.05)晶化过程中各条正电子湮没辐射的一维角关联曲线,并对归一化的电子动量分布进行了线形参数的计算,从其S参数同样能推测出该离子导体在晶化过程中缺陷浓度的变化。非晶离子导体B₂O₃-0.7Li₂O-0.7LiCl-xAl₂O₃的实验结果表明,Al₂O₃组分不同,对非晶态样品在室温下一维角关联曲线的S参数亦无较大影响。完全晶化后,一维角关联曲线的S参数均有很大下降。在晶化过程最初期,无论Al₂O₃含量多少,S参数都明显略增;到晶化温度附近,仅对Al₂O₃含量较多的非晶,S参数反常增高。这些结果验证和补充了测正电子平均寿命得出的结论。由此初步证实了界面层有大量缺陷的物理图象。 关键词：     

Anisotropy of the electron momentum distribution in Bi2Sr2CaCu2O8+δ superconductor studied by positron annihilation

The temperature dependent (30-300 K) Doppler broadening of the positron annihilated γ-radiation measurement has been investigated on single crystalline Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ (Bi-2212) high T_c superconducting samples along two different crystallographic orientations. It has been observed that throughout the temperature range the electron momentum distribution has a larger value along the crystallographic c-axis than in the a-b plane. The temperature dependent Doppler broadened positron annihilation γ-radiation lineshape analysis shows a step like increase of S-parameter at the temperature region 92-116 K.     

Effects of CeO2-ZrO2 present in Pd/Al2O3 catalysts on the redox behavior of PdOx and their combustion activity

The ceria-zirconium-modified alumina-supported palladium catalysts are prepared using impregnation method with H₂PdCl₄ as Pd source, hydrazine hydrate as reducing agent. The physicochemical properties of these catalysts are characterized by BET surface area (BET), X-ray powder diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), temperature programmed reduction (H₂-TPR) and temperature programmed oxidation (O₂-TPO) techniques, and their catalytic activities for the combustion of methane are examined. The results show that the palladium mainly exist in a highly dispersed PdO species on Ce-Zr-rich grains as well as Al₂O₃-rich grains surfaces, and a stable PdO species due to the strong interaction between PdO and CeO₂-ZrO₂ on the Ce-Zr/Al₂O₃ surfaces. The catalytic activity is strongly related to the redox behavior of PdO species highly dispersed on Ce-Zr-rich grains and Al₂O₃-rich grains surfaces, and the higher the reducibility of the PdO species, the higher the catalytic activity. The presence of Ce-Zr in Pd/Al₂O₃ catalyst would inhibit the site growth of PdO_x particles and decomposition of PdO to Pd⁰, and the reoxidation property of Pd⁰ to PdO_x is significantly improved, which obviously increases thermal stability and catalytic activity of Pd/Ce-Zr/Al₂O₃ catalyst for the methane combustion.     

MoO3/Al2O3催化剂中Mo分散的正电子研究

用浸渍法制备了一系列不同Mo含量的MoO₃/Al₂O₃催化剂.测量了这些样品的正电子湮没寿命谱(PALS)与符合多普勒展宽(CDB)谱,以研究其孔洞结构以及Mo分散.正电子寿命测量结果表明,Al₂O₃载体中存在两种不同尺寸的孔洞.掺入MoO₃之后,Mo原子主要进入Al₂O₃的大孔中,使孔洞体积减小.符合多普勒展宽谱结果表明,当MoO 关键词： 3/Al₂O₃催化剂')" href="#">MoO₃/Al₂O₃催化剂 正电子湮没寿命谱 符合多普勒展宽 Mo 分散     

Chemical quenching of positronium in Fe2O3/Al2O3 catalysts

Fe₂O₃/Al₂O₃ catalysts were prepared by solid state reaction method using α-Fe₂O₃ and γ-Al₂O₃ nano powders. The microstructure and surface properties of the catalyst were studied using positron lifetime and coincidence Doppler broadening annihilation radiation measurements. The positron lifetime spectrum shows four components. The two long lifetimes τ₃ and τ₄ are attributed to positronium annihilation in two types of pores distributed inside Al₂O₃ grain and between the grains, respectively. With increasing Fe₂O₃ content from 3 wt% to 40 wt%, the lifetime τ₃ keeps nearly unchanged, while the longest lifetime τ₄ shows decrease from 96 ns to 64 ns. Its intensity decreases drastically from 24% to less than 8%. The Doppler broadening S parameter shows also a continuous decrease. Further analysis of the Doppler broadening spectra reveals a decrease in the p-Ps intensity with increasing Fe₂O₃ content, which rules out the possibility of spin-conversion of positronium. Therefore the decrease of τ₄ is most probably due to the chemical quenching reaction of positronium with Fe ions on the surface of the large pores.     

The local electronic structure of PdO crystal and PdO catalyst supported on SiO2 and γ-Al2O3 from L3 and L1 x-ray absorption Pd edge in XANES spectra

We have studied the local electronic structure of PdO catalysts supported on characteristic inert and quasi-inert substrate from experiment on X-ray absorption near edge structure XANES using Synchrotron radiation. From the joint analysis of L₃ absorption edge and XPS core data in Pd and PdO we find that the white line in PdO XANES is an excitonic state with 0.8 eV binding energy. From the joint analysis of L₃ and L₁ edges the p-like and the d-like local unoccupied electronic states have been determined. The local structure of PdO catalysts is different from that of PdO crystal. Evidence for structural disorder in PdO catalysts and PdO-substrate interaction is reported.     

非晶离子导体B2O3-0.7Li2O-0.7LiCl-xAl2O3晶化过程的正电子湮没寿命谱和扫描电子显微镜研究

传统的粉末压片样品严重影响了正电子湮没寿命谱及电子显微镜测量的准确性和重复性。本文克服了以上困难,制出大片非晶离子导体样品,得到了晶化过程正电子湮没寿命谱及扫描电子显微镜研究的新结果。非晶离子导体B₂O₃-0.7Li₂O-0.7LiCl-xAl₂O₃的实验结果发现:Al₂O₃组分不同对非晶态样品在室温下的正电子平均寿命无较大影响。完全晶化后,正电子平均寿 关键词：