稀土离子的上转换敏化发光

选择合适的稀土离子敏化是提高上转换发光效率的最有效途径之一。本文总结了在玻璃中常见的稀土元素敏化离子对在不同泵浦方式下的发光方式,并讨论了稀土离子间的敏化发光的研究前景。     

稀土离子的上转换敏化发光

选择合适的稀土离子敏化是提高上转换发光效率的最有效途径之一。本文总结了在玻璃中常见的稀土元素敏化离子对在不同泵浦方式下的发光方式,并讨论了稀土离子间的敏化发光的研究前景。     

稀土掺杂材料的上转换发光

稀土掺杂材料的上转换发光是实现光波频率转换的重要途径,也是稀土掺杂发光材料研究的重要内容。本文从介绍与上转换相关的基本概念出发,阐述了稀土离子上转换发光的发展历史;对稀土离子掺杂材料的能量传递、激发态吸收、合作敏化、合作发光、双光子吸收激发及光子吸收雪崩等上转换发光机制进行了概述,并对各机制进行了比较;对不同稀土离子掺杂体系中上转换发光的机制进行了总结;对以往研究的稀土掺杂上转换发光材料的基质,包括粉体材料、晶体材料、非晶材料进行了概括;最后对影响稀土离子上转换发光效率的因素进行了分析,提出了在上转换发光材料的设计中应重点考虑基质对泵浦光及上转换发射光的吸收、基质材料的声子能量、稀土离子的掺杂方案及泵浦途径等因素。     

掺杂稀土离子晶体中的电磁感应光透明现象

对在掺杂稀土离子晶体中实现电磁感应光透明进行了实验研究。首先,以Er3＋∶YAG晶体为样品,用旋转波近似下的密度矩阵方程理论计算了探测场的吸收特性随Er3＋离子浓度的变化规律,结果表明：在探测场失谐Δp=0时,形成了一个对于探测光透明的窗口,从而在理论上论证了在掺杂稀土离子晶体中实现电磁感应光透明效应的可行性。设计了一个以Pr3＋∶Y2SiO5晶体为样品的实验激发方案,吸收光谱显示,当温度为6 K时其在共振吸收峰处可形成一个完全透明的窗口,实现了在掺杂离子晶体中的电磁感应光透明。实验还分析了工作温度、耦合场失谐对探测光透过率的影响,结果显示：当样品温度上升到15 K时,透明窗口消失;耦合场的失谐量越大,透射率越小。     

稀土掺杂氧化物纳米发光材料研究

综述了稀土掺杂纳米发光材料方面的研究进展;主要介绍稀土掺杂氧化物纳米晶与体相材料相比所具有的一些特有的光谱学性质,包括光谱的移动与谱线的展宽、4fN电子的跃迁与弛豫过程、表面局域环境和格位对称性、电子-声子耦合、能量传递、浓度猝灭、温度猝灭以及光诱导发光强度变化等光谱现象,同时也探寻了其中的物理实质。主要对上转换纳米发光材料和一维纳米线/管的发光性质进行了介绍。     

纳米晶体中稀土离子的发光性质及其变化机理研究

近年来, 纳米晶体中稀土离子发光性质的研究越来越受到人们的广泛关注, 这是因为纳米稀土发光材料在发光、高清显示、光电子纳米器件、生物荧光标记、激光和闪烁体等众多领域有着重要的应用前景。本项目采用软化学合成方法如水热法、溶胶-凝胶法等, 通过合成工艺的调控, 设计并合成出一系列不同颗粒尺寸、分散均匀、形貌可控的稀土离子掺杂氧化物(氟化物)微/纳米晶体, 利用激发、发射、漫反射以及高分辨激光光谱等光谱分析手段对其发光性质进行研究, 弄清影响发光行为的本质原因。同时, 结合光谱实验数据, 利用密度泛函理论和复杂晶体化学键介电理论方法进行理论计算, 成功解释了光谱变化规律和不同稀土离子间能量传递机理, 为相关稀土光谱研究奠定了理论和实验基础。     

稀土离子Ce,Tb掺杂硼磷酸锶荧光粉的发光性质

采用高温固相法合成了2SrO.0.84P2O5.0.16B2O3:RE3 (RE=Ce,Tb)荧光粉,研究了其中Ce3 ,Tb3 的光谱性质,以及Ce3 与Tb3 共掺杂时的能量传递现象。发现Ce3 在232,296nm处有两个激发带,发射光谱中也有两个峰,且两者重叠严重,用高斯分峰拟合得到曲线峰值分别为325,344nm,这两个发射峰可能来自于两个不同的发光中心的发射。Tb3 的激发光谱中以370nm的激发峰最强,发射光谱中同时观测到来自5D3和5D4的发射,表明在此体系中能级5D3和5D4间的无辐射跃迁过程不显著。Ce3 和Tb3 在此基质中的共掺杂存在Ce3 到Tb3 的有效能量传递。     

稀土离子Ce,Tb掺杂硼磷酸锶荧光粉的发光性质

采用高温固相法合成了2SrO·0.25B₂O₃·0.75P₂O₅:RE³⁺(RE=Ce,Tb)荧光粉。研究了其中Ce³⁺,Tb³⁺的光谱性质,Ce³⁺和Tb³⁺共掺杂时的能量传递效率,以及Ce³⁺和Tb³⁺的动力学过程。发现在共掺杂的样品中,Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅绿色发射比Tb³⁺单掺杂样品中的绿色发射有显著的提高。当Tb³⁺的含量从1%增加到8%时,Ce³⁺→Tb³⁺的能量传递效率逐渐增加至70%。通过动力学研究,在Ce³⁺和Tb³⁺共掺杂的样品中,提高Tb³⁺的浓度,Ce³⁺的寿命减小。此外,Ce³⁺离子寿命的倒数与Tb³⁺的浓度之间很好地符合线性函数关系,经过拟合Ce³⁺离子的电子跃迁速率和Ce³⁺→Tb³⁺的能量传递速率分别为5.1×10^-2和1.34ns^-1·mol^-1。Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅跃迁的衰减曲线很好地遵守指数式衰减,并且随着Ce³⁺的掺杂浓度提高,Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅寿命增加。结果表明在共掺杂的2SrO·0.25B₂O₃·0.75P₂O₅材料中存在Ce³⁺到Tb³⁺的有效能量传递,这种材料在541nm处有着较强的绿光发射,所以将在发光以及显示领域有潜在的应用前景。     

稀土离子发光体系中能量传递和迁移模型的研究

基于以前综合V-F模型(考虑施主受主(D-A)能量传递)和B模型(考虑施主施主(D-D)能量迁移)而提出的V-F-B综合模型,对La_1-xEr_xF₃体系中Er³⁺离子四种低掺杂浓度下(x=0.001,0.003,0.01,0.02)295K时⁴S_3/2→⁴I_15/2发光的时间演化曲线成功地重新进行了数值拟合.结果表明该体系内D-A间交叉弛豫能量传递是偶极-偶极作用,作用常数C_DA为4.75×10^-41cm⁶/s,与Okamoto等人原用YT扩散模型得到的结果一致.而拟合得到的四个D-D平均跳跃时间τ₀粗略地与x_D^α次方(x_D为D离子浓度)成正比(α≈-1.237),并不遵从τ₀很小时与x_D的-2次方成正比的理论关系.同时,通过把D-D迁移和D-A传递同时同样地纳入V-F模型还粗略估计了D-D平均跳跃时间τ₀′的值,发现它与V-F-B给出的τ₀拟合值比较一致,说明V-F-B模型在一定近似程度上是内部自恰的、合理的. 关键词： 能量传递 能量迁移 跳跃时间 交叉弛豫     

温度对稀土离子掺杂ZBLAN玻璃上转换发光的影响

研究了Er3+,Pr3+和Yb3+共掺杂ZBLAN玻璃在960nm激光泵浦下的上转换发光的温度特性.温度变化范围为室温到300℃.结果表明Pr3+离子的发光强度随温度的增加,先增加;达到极大后,随温度的增加下降.Er3+发光强度随温度增加单调下降.     

掺Er凝胶玻璃中Er离子发光性质的研究

用溶胶－凝胶方法合成了掺铒的二氧化硅玻璃。在室温下可产生１．５４μｍ波长的红外荧光。实验结果表明：荧光强度随掺杂浓度的不同而改变，并在０．５Ｗ％的掺杂浓度下出现最大值。当温度从４Ｋ升至３００Ｋ时，荧光强度下降了７４％。     

掺杂Cu^2的ZnS纳米超微粒的荧光衰减

掺杂Ｃｕ２＋的ＺｎＳ纳米超微粒的荧光衰减＊李丹刘俊业孟继武窦凯ａ）许武ａ）孙聆东ｂ）李振鹏ｂ）（中国科学院长春物理研究所，长春１３００２１）ａ）（中国科学院激发态物理开放研究实验室，长春１３００２１）ｂ）（北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室，北...     

n型掺杂GaAs中重空穴的飞秒动力学

本文采用fs脉冲饱和吸收光谱技术研究了室温下Si掺杂GaAs在电子激发态处于费密面附近时重空穴的超快弛豫特性。测量到重空穴的热化时间约为300fs,与理论计算结果一致,表明重空穴-光学声子散射是主要的热化途径,并得到光学形变势常数d₀为31eV.     

稀土离子掺杂Ⅲ-Ⅴ族半导体的发光

稀土离子掺杂Ⅲ-Ⅴ族半导体的发光是近年来开展起来的新的研究领域.在GaAs,InP和GaP等材料中,用离子注入、LPE、MBE、MOCVD以及单晶生长等方法掺杂Er、Yb和Nd等稀土离子,得到了尖锐稀土离子的特征发光.这些发光来自占据正常立方格点和非立方格点的稀土离子的内部4f能级跃迁,其发光行为与掺杂条件关系很大.这种稀土一半导体材料已开始用来制备具有稳定发射波长的发光和激光器件.     

一些三价稀土离子在碘氧化镧中的发光

本文报导了碘氧化镧的合成和一些稀土离子在其中的发光.碘氧化镧是一具有低声子能量的基质,发光光谱表明一些稀土离子如Er3+等的较高激发态的辐射跃迁可以被观察到.碘氧化镧在240nm处有一较强吸收,并能把能量传递给其它稀土发光中心,这是基质敏化的一个较好例子.而Eu3+在这基质中发光很弱,对此作了简单讨论.     

偏磷酸钛基体中四价铀离子的荧光

本文用蒸发溶液法制备了Th(PO3)4、U(PO3)4及掺杂了U4+的Th(PO3)4:U4+单晶,确定了β-U(PO3)4属于正交晶系Cmca-D2h18点群,α-U(PO3)4和Th(PO3)4都为三斜晶系P1或P1点群,给出了它们的晶格参数.测量了U(PO3)4吸收谱,和Th(PO3)4基体中U4+的激发和荧光谱.在近紫外光激发下,Th(PO3)4:U4+产生一组荧光,对应于U4+离子的6d-5f电子跃迁.270和298nm的荧光寿命约10ns,对应于电偶极跃迁.在波长为553nm绿光激发下,Th(PO3)4:U4+中四价铀的电子产生上转换效应,释放出358和533nm窄带荧光、它们属于U4+的5f-5f电子跃迁,分别对应于3P2-3H4和1I5-3H4。给出了相应的荧光和上转换效应的跃迁能级图.     

掺铒硫化锌薄膜的结构与发光

对硫化锌未灼烧的原粉、灼烧两次的粉料及分舟热蒸发研制的掺铒硫化锌电致发光薄膜器件,用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）和发光亮度测试技术、测量硫化 的粉、粉料、薄膜的表面及内部构态,获得微晶薄膜态与发光中心攻发光亮度关系的信息,江膜多晶的沉积有择优陬向的趋势;对（３１１）、（４００这些高指数的晶面,能量相对较小,稀土较容易置换这些晶粒格点上的Ｚｎ＾２＋,形成稀土发光中心;高指数的晶面