Yb~(3+)/Er~(3+)掺杂比例对BaTiO_3:Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶上转换发光分支比的影响

采用改进的溶胶凝胶前驱单体法合成了一系列Er3+单掺和Er3+-Yb3+共掺的BaTiO3:Ln3+上转换发光纳米颗粒,产物经900℃煅烧后得到结晶性极佳的纯立方相BaTiO3纳米晶,尺寸均匀约为100nm。稀土离子浓度较低时不会影响产物的晶体结构和形貌,掺杂浓度达到5%时出现微弱的Ba2TiO4衍射峰,当掺杂浓度达到20%时Ba2TiO4已经占主要部分,此时产物中有大量微米量级的颗粒存在。上转换发光显示:Er3+单掺浓度为0.5%时能获得最强的绿光发射,此时红绿光强度比约为1∶15。当Er3+-Yb3+共掺时,Yb3+极大地抑制了绿光的发射,同时红光发射明显增强,当Yb3+/Er3+大于5∶1后,红绿光强度比稳定在3∶1。上转换机制分析表明,Yb3+浓度较高时会引起Er3+-Yb3+粒子之间的能量逆传递过程,导致红光发射增强,而绿光发射减弱。     

Bi~(3+)掺杂对Y_2WO_6:Nd~(3+)/Yb~(3+)的近红外发光的敏化

采用高温固相法合成了Y_2WO_6:Nd~(3+)/Yb~(3+)及Y_2WO_6:Nd~(3+)/Yb~(3+),Bi~(3+)系列近红外发光材料,研究了其晶体结构、发光性能、荧光寿命,并讨论了Bi~(3+)的掺入对其近红外发光的敏化作用。Bi~(3+)的掺入不仅显著增强了样品中Nd~(3+)/Yb~(3+)的特征近红外发光强度,还使Y_2WO_6:Nd~(3+)/Yb~(3+)的激发光谱红移。随着Nd~(3+)/Yb~(3+)浓度的升高,Bi~(3+)的荧光寿命逐渐变短,表明样品中存在Bi~(3+)到Nd~(3+)/Yb~(3+)的能量转移。Nd~(3+)和Yb~(3+)的浓度为9%时,能量传递效率分别为85%,88%。根据Inokuti-Hirayama(I-H)理论模型分析表明Bi~(3+)到Nd~(3+)/Yb~(3+)的能量传递为电偶极矩-电偶极矩相互作用。因此,Y_2WO_6:Nd~(3+)/Yb~(3+),Bi~(3+)可作为一种光谱转换材料,有望提高硅太阳能电池的光电转换效率。     

GdAlO_3:Er~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)上转换荧光粉的制备与发光性能表征

采用NH4HCO3共沉淀法合成了单相的钙钛矿(Gd AlO 3:Er~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+))纳米荧光粉体,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FR-IR)、荧光发射光谱对荧光粉体(Gd AlO 3:Er~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+))进行表征。结果表明:使用NH4HCO3共沉淀法比传统的固相法制备发光体系所需的煅烧温度更低,而且能够得到分散均匀的、颗粒大小一致的纳米荧光粉。在980 nm波长激发下,掺杂Er~(3+)/Yb~(3+)的Gd AlO 3荧光粉体系得到524,546(绿光)与659 nm(红光)的上转换发射光谱,且红光比例随着Er~(3+)和Yb~(3+)的掺杂浓度增加而不断增加,并对其能量传递机制进行了分析;最后,通过添加Tm~(3+)离子,在荧光粉(Gd AlO ~(3+)3:Er~(3+)/Yb~(3+)/Tm)体系中调节三种稀土离子的掺杂浓度,得到了较理想的复合白光。     

BaFCl晶体中三价稀土离子Sm~(3+)、Eu~(3+)、Gd~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+)、和Yb~(3+)的电荷转移激发

1962年Jφrgensen提出了精细电子自旋配对能理论(RESPET),计算由配体提供一个电子、将具有4f~q基态的Ln~(3+)还原为具有4f~(q+1)的Ln~(2+)这个电荷转移过程(CT)的能量变化。计算公式为     

Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂YNbO_4粉末材料红绿光上转换研究

为了研究Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂YNbO_4粉末材料的上转换发光特性,在不同煅烧温度下制备了粉末样品,通过XRD测试,确定了生成YNbO_4材料的最佳温度;另外,通过测量980 nm LD激光激发下粉末样品的发射光谱,发现所制备粉末在可见光区域主要有三组发射峰,分别对应于电子从Er~(3+)能级~2H_(11/2),~4S_(3/2)和~4F_(9/2)到基态~4I_(15/2)的辐射跃迁;最后,通过对LD激发电流与发射功率曲线拟合,发现三组上转换发射峰均对应于双光子吸收。     

GdAlO_3:Er~(3+),Yb~(3+)荧光粉的制备与上转换发光性能

采用共沉淀、溶胶-凝胶和固相反应法制备了GdAlO3:Er3+,Yb3+荧光粉.借助X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、N2-吸附、吸收光谱和荧光光谱等手段研究了不同方法制备的GdAlO3:Er3+,Yb3+荧光粉结构、形貌、表面基团和光吸收及上转换发光性能.结果表明:用共沉淀法比固相反应法和溶胶-凝胶法可以在更温和的条件下制得纯相GdAlO3:Er3+,Yb3+荧光粉,用共沉淀法和溶胶-凝胶法制备的GdAlO3:Er3+,Yb3+荧光粉颗粒都在纳米尺寸,溶胶-凝胶法制得的样品存在相对严重的颗粒团聚现象,而用固相反应法制备的荧光粉为微米级颗粒.GdAlO3:Er3+,Yb3+荧光粉在980 nm激发的上转换发射光谱包含波长为524和546 nm的绿光与659 nm的红光,且三种方法制备的样品绿光发射强度都显著高于红光.不同方法制备的荧光粉上转换发光强度和红光/绿光强度比相差较大,共沉淀法制备的样品上转换发光强度要显著高于固相法以及溶胶-凝胶法制备的样品,而溶胶-凝胶法制备的样品发光中红光/绿光相对强度比最高.红外光谱显示,不同方法制备的GdAlO3:Er3+,Yb3+荧光粉表面OH-、CO32-及CO2官能团含量不同,溶胶-凝胶法制备的样品要明显高些.基于红外光谱、不同Er3+和Yb3+离子掺杂浓度及不同激光功率上转换发光的结果,对Er3+和Yb3+之间的能量传递过程及不同方法制备荧光粉的上转换发光性能进行了讨论.     

Li_2SrSiO_4:Eu~(2+),Nd~(3+)中Eu~(2+)和Nd~(3+)的光谱性质和能量传递

在还原气氛下采用高温固相法制备了Li2SrSiO4:Eu2+,Nd3+发光材料,测量了它们的可见和近红外激发光谱和发射光谱及Eu2+的荧光寿命,研究了Eu2+和Nd3+掺入对其发光性质的影响。结果表明,当Eu2+的浓度为0.01,Nd3+的浓度为0.05时,样品的近红外发光强度最强;Eu2+的发射光谱和Nd3+激发光谱之间的光谱交叠范围较大,Eu2+和Nd3+之间存在着高效无辐射能量传递,能量传递效率约为55.7%,Eu2+的掺入可显著地敏化Nd3+的近红外发光。     

镧系(Pr~(3+),Nd~(3+),Sm~(3+),Eu~(3+),Ho~(3+),Er~(3+))-H_2C_2O_4-EDTA体系的导数吸收光谱及其分析应用

用导致分光光度法测定了Ln~(+3)(Pr~(3+)、Nd~(3+)、Sm~(3+)、Eu~(3+)、Ho~(3+),Er~(3+))-H_2C_2O_4-EDTA体系的零阶,二阶和四阶导数吸收光谱,分别计算了吸收光谱与导致光谱的摩尔吸光系数,并发现K_2>>K_1>ε,K_2值比ε值大2—11倍。应用此特性拟定了在含Sm、Eu与Gd的稀土试样中直接测定Sm~(3+)、Eu~(3+)的方法。并得到了满意的结果。     

Er~(3+)-Yb~(3+)掺杂SiO_2-SrO-NaF玻璃陶瓷的制备及表征

采用熔融晶化法制备了主晶相为SrF_2的Er~(3+)-Yb~(3+)共掺透明氟氧化物玻璃陶瓷,利用DSC、XRD、SEM、UV-Vis-NIR和荧光光谱对样品的结构、形貌、发光性能进行了测试与表征。研究表明:该体系玻璃最佳热处理温度为620℃,最佳热处理时间为2h,并讨论了Yb~(3+)不同掺杂浓度对Er~(3+)-Yb~(3+)共掺玻璃陶瓷样品上转换发光性能的影响,确定Er~(3+)-Yb~(3+)最佳掺杂浓度比为1∶7,同时观察到了明亮的绿光(522,540 nm)和较弱的红光(656 nm),对Er~(3+)和Yb~(3+)之间的能量传递过程进行了讨论。     

Tm~(3+)/Er~(3+)/Ho~(3+)共掺SiO_2-Bi_2O_3-AlF_3-BaF_2玻璃发光性能

采用高温熔融法制备了Tm~(3+)/Er~(3+)/Ho~(3+)共掺的铋硅酸盐50SiO 2-40Bi_2O_3-5AlF_3-5BaF_2玻璃。研究了在808 nm激光器(Laser Diode)激发下Tm~(3+)/Er~(3+)/Ho~(3+)共掺的铋硅酸盐在2 060 nm处的发光性能,同时测试及分析了该铋硅酸盐玻璃的差热特性、吸收光谱及荧光光谱。根据吸收光谱以及Judd-Oflet理论,计算了Ho~(3+)的Judd-Oflet强度参数Ωt(t=2,4,6)以及Tm~(3+)/Er~(3+)/Ho~(3+)相应的吸收截面。铋硅酸盐玻璃中,Tm_2O_3、Er_2O_3和Ho_2O_3掺杂浓度分别为0.75%、1.0%和0.5%时,2 060 nm处Ho~(3+)∶5I7→5I8发射峰强度达到最大。对Tm~(3+)/Er~(3+)/Ho~(3+)3种离子的光谱性质和离子间可能存在的能量传递也做了分析。Ho~(3+)在1 953 nm处的最大吸收截面σabs为9.08×10-21 cm~2,在2 060 nm处的最大发射截面σem为1.168×10-20 cm~2,辐射寿命τmea为2.75 ms,具有良好的增益效应σemτ(3.212×10-20cm~2·ms)。     

Eu~(3+)掺杂ZnO粉体的制备及光学性能研究

以氧化铕(Eu_2O_3)和氧化锌(ZnO)为原材料,采用固相合成法合成了Zn Eu O粉体。通过X射线衍射(XRD)、共焦显微拉曼仪、紫外-可见(Uv-vis)光谱仪、荧光分光光度计和扫描电子显微镜(SEM)对其结构和性能进行了表征,研究了Eu掺杂摩尔比(x)对粉体晶体结构和光学性能的影响。结果表明,所制备的粉体都保持了ZnO的六方纤锌矿结构。紫外-可见吸收光谱中,Eu的加入使得粉体在紫外区的吸光度减小,而在可见光区的吸光度增大。当Eu掺杂摩尔比x=0. 02时,Eu~(3+)能很好的进入到ZnO的晶格中取代Zn~(2+)的位置,粉体结构排列比较紧密,且具有良好的发光性能。     

Gd~(3+)掺杂锰锌铁氧体的高分子吸附燃烧法制备及电磁性能

采用固态高分子吸附燃烧法合成了Gd3+掺杂锰锌铁氧体Mn0.3Zn0.7Fe2-xGdxO4(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)。借助XRD、SEM和网络分析仪等研究了样品的物相结构和掺杂浓度与电磁特性的关系。结果表明:当x≤0.02时,制得的粉体为单一的锰锌铁氧体,样品的晶格常数随着Gd3+掺杂量的增加先增后减。少量Gd3+掺杂能有效调整锰锌铁氧体的电磁参数,当x=0.02时,微波电磁损耗(RL)最大值达到-18.7dB。     

Er~(3+)和Ce~(3+)/Ce~(4+)掺杂β-BaB_2O_4纳米棒的制备、结构与发光性质

以Ba(NO_3)_2、NaBH_4、Er_2O_3和CeO_2为原料,在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)表面活性剂辅助下,采用水热法制备了β-BaB_2O_4(β-BBO)纳米棒,稀土离子Er~(3+)单掺杂的β-BBO(β-BBO:Er~(3+))及Er~(3+)和Ce~(3+)/Ce~(4+)共掺杂的β-BBO(β-BBO:Er(3+)/Ce~(3+)/Ce~(4+))纳米棒.通过X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和光致发光(PL)光谱分别对样品的物相、结构、形貌、成分及光致发光性质进行了表征.研究结果表明:微量稀土离子掺杂并不改变β-BBO的结构,制得的纳米棒尺寸均匀,长度在200-500 nm之间,直径在10-20 nm之间;β-BBO:Er~(3+)和β-BBO:Er~(3+)/Ce~(3+)Ce~(4+)纳米棒在400nm光激发下,在可见光范围内都观察到中心波长为515和542 nm的绿光.对发光机理的初步研究表明:发光分别对应于Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2),~4S_(3/2)→~4I_(15/2)跃迁,铈离子以Ce~(3+)和Ce~(4+)两种形式存在于体系中,Ce~(3+)对Er~(3+)起敏化作用,可以显著增强β-BBO:Er~(3+)/Ce~(3+)/Ce~(4+)纳米棒的发光强度,存在Ce~(3+)→Er~(3+)的能量传递过程.     

LiNbO_3晶体中Nd~(3+)离子的配位场能级计算

运用双层点电荷配位场模型和点电荷模型计算了C3v对称场中LiNbO3∶Nd3+晶体的52个配位场能级,2种模型计算的均方根偏差分别为49.32和62.75cm-1.双层点电荷模型的拟合结果与实验结果更吻合,计算所得晶体场参数B6m值也明显好于点电荷模型,说明双层点电荷模型能够更好地反映中心离子和配体之间相互作用的真实情况,这对于研究C3v对称场中稀土离子的光谱特性具有非常重要的意义.     

荧光材料GdOCl∶Er~(3+),Yb~(3+)的深红-近红外发光研究

采用高温固相合成法制备了Er3+,Yb3+双掺杂的GdOCl荧光材料,并研究其荧光性能。该双掺杂体系荧光粉吸收紫外光,发出红色(619 nm)和近红外(~979 nm)荧光。在这些荧光材料中,1个Er3+离子可以有效将其能量转移给2个Yb3+离子。通过改变Yb3+掺杂浓度,对比Gd0.998 5-yOCl∶0.0015Er3+,yYb3+中的Er3+的发射光谱和不同检测波长的荧光寿命变化特点,对Er3+-Yb3+发生量子剪裁的能级进行分析和指认,并计算了能量转化效率(η)和量子效率(Q)。正是由于具备这种荧光性能,该荧光材料体系有望在荧光太阳能收集器以及军事和医学的红外显示和探测技术中获得应用。     

腐殖酸对La~(3+),Nd~(3+)等重金属离子混合体系吸附的研究

对含有La~(3+),Nd~(3+)的重金属混合体系进行吸附选择性试验,筛选出腐殖酸浓度为1.2 g·L~(-1)时吸附La~(3+),Nd~(3+)的最佳条件(pH=5.4,温度313 K,振荡时间8 h,重金属离子初始浓度0.15 mmol·L~(-1)),得出此条件下吸附优先顺序为:La~(3+)>Pb~(2+)>Cu~(2+)>Nd~(3+)>Cd~(2+)>Zn~(2+)>Co~(2+)>Cr~(3+);HA的吸附总量在室温下拟合二级动力学方程的效果最好;Langmuir方程则能更好地描述HA对重金属离子的等温吸附过程,并且随着温度的升高,HA的最大吸附量逐渐增加;HA对La~(3+),Nd~(3+)等重金属离子的吸附优先顺序受到pH值、温度、振荡时间、重金属离子初始浓度和本身性质的综合影响,且重金属的地球化学性质是主导因素.     

Sb~(3+)/Eu~(3+)掺杂磷酸盐玻璃的可调发光及能量传递研究

通过熔融淬冷法成功制备了Sb~(3+)/Eu~(3+)共掺的透明钠镁磷酸盐玻璃。利用吸收谱、激发谱和发射谱系统地研究了样品的荧光特性。在紫外光激发下,通过调节Sb~(3+)和Eu~(3+)的掺杂浓度,可以得到从蓝光到白光,最终到橙红光的可调发光。共掺的发光玻璃中存在着从Sb~(3+)到Eu~(3+)的能量传递,且能量传递效率最高达到82%。本实验研究结果表明,这种紫外光激发的Sb~(3+)/Eu~(3+)共掺磷酸盐玻璃有望应用在光转换器件中。     

TP207树脂吸附La~(3+), Ca~(2+)及La~(3+)/Ca~(2+)分离系数测定研究

通过静态吸附和解吸试验系统研究了氯化体系中TP207树脂吸附La~(3+)和Ca~(2+)的规律,考察了吸附时间、吸附温度、吸附浓度和pH值对树脂吸附容量的影响,以及HCl浓度对负载树脂解吸率的影响,并得出了优化条件下的La~(3+)/Ca~(2+)分离系数。结果表明:在吸附时间5 h,吸附温度25℃和pH值为4.10的条件下, TP207树脂对La~(3+)和Ca~(2+)吸附容量分别为1.25和0.23 mmol·g~(-1)。在此条件下, La~(3+)/Ca~(2+)分离系数超过13,树脂循环利用20次后吸附容量下降10%,为工业生产中提La~(3+)除Ca~(2+)工艺提供了新的技术支持。     

NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶的水热合成及发光性质研究

采用水热法制备了Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)离子共掺杂的钨酸钆钠纳米晶(NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)),并在800℃进行了热处理。分别采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪(PL)对纳米晶的晶体结构、微观形貌和上转换发光性质进行了表征。XRD结果显示样品属于四方晶系、白钨矿结构。SEM图谱表明所得纳米晶具有较好的分散性,颗粒大小约为50 nm。在980 nm激光激发下,NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶发出546 nm的绿光与660 nm红光,分别对应Ho~(3+)离子的~5F_4,~5S_2→~5I_8和~5F_5→~5I_8能级跃迁。当Nd~(3+)离子掺杂浓度为0.5%(摩尔分数)时,纳米晶的发光强度最大。随着Nd~(3+)离子掺杂量的增加,红光与绿光的相对强度比逐渐减小,纳米晶的光谱由橙色光向黄色光区域变化。本文对NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶的光谱调控和上转换发光机制进行了研究。     

Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂La_2TiO_5荧光粉体的制备及上下转换荧光性质（英文）

使用溶胶-凝胶法制备了Er~(3+)单掺及Er~(3+)/Yb~(3+)共掺La_2TiO_5荧光粉体样品。经过1 100℃下3 h的煅烧,得到了较好的微晶。X射线粉末衍射测试表明样品中不含杂质相。扫描电镜观察表明样品颗粒范围为100~300 nm。紫外激发光谱中,在250~320 nm范围内出现Er离子和临近配位氧离子之间强烈的电荷转移跃迁峰,在350~500 nm出现Er离子f-f跃迁尖锐的吸收峰。在378 nm激发下,Er离子发射强烈的特征绿光(546 nm,~4S_(3/2)-~4I_(15/2)),当Er离子物质的量分数达到1%,发射峰强度达到最大。在980 nm激发下的上转换光谱中,Yb离子的共掺杂有效的敏化上转换发光强度。详细讨论了样品的上下转换发光机理及相应能量传递过程。同时测试了样品的荧光衰减和量子产率。