单掺杂和共掺杂氟化物纳米晶体的发光特性

基质结构的变化为掺杂稀土发光离子提供了不同的局域环境,从而为改变和影响掺杂离子的光发射性质提供了条件。本文采用激光光谱学的方法从实验上研究了基质变化对氟化物纳米晶体中的掺杂稀土Eu3+和Pr3+的光发射性质的影响规律,以及同一基质中单掺杂和共掺杂稀土离子的光发射特性。结果发现:可通过变换基质和离子共掺杂来实现荧光谱线强度和色纯度的改进。依据掺杂离子的能级结构以及纳米晶体基质的对称性变化等因素,对所观测到的实验现象进行了分析讨论。     

硫化锌中Sm3+的发光中心

本工作研究了Sm3+离子在立方和六角两种结构硫化锌中的光谱。实验上,采用不同激发条件下的高分辨光谱、时间分辨光谱和激发光谱,同时配合低温退火处理实验,鉴别出硫化锌中Sm3+具有两种不同的发光中心。采用发光方法,第一次对稀土离子在硫化锌中的C3v对称发光中心进行分析。在中间耦合自由离子能级基础上利用不可约张量方法和Wigner-Eckart定理进行晶体场计算,得到的晶体场参数实验值和点电荷模型计算的晶体场参数值相符合。     

利用核壳结构实现纳米颗粒的多色上转换发光

将多色荧光标记技术应用于生物信息检测可实现快速、实时、同步大规模检测目标生物分子的目的,利用上转换纳米粒子作为多色荧光探针可有效地避免生物组织自荧光对检测信号的影响。本文制备了具有核-壳结构的稀土氟化物纳米粒子,并通过在核与壳不同位置共掺杂不同浓度的敏化离子和发光离子来改变发光离子各发射峰之间的相对强度。利用不同颜色和强度的发射光谱实现了纳米粒子的多色上转换发光。利用透射电子显微镜成像、X射线衍射分析、发光光谱等测量手段对多色上转换发光纳米粒子进行了形貌、结构和上转换发光性质的表征。实验结果表明,具有核-壳结构的纳米粒子尺寸小于30 nm,呈球形。在980 nm红外光激发下,纳米粒子呈现从红色到蓝紫色的颜色可变的上转换发光。     

掺杂稀土钒酸钇RE:YVO4晶体荧光光谱性质的研究

采用Czochralski方法生长了透明均匀的含Tm3 ,Er3 ,Yb3 稀土离子的YVO4晶体 ,室温下测量了各晶体试样在 32 6和 6 5 8nm泵浦光激发下的荧光光谱 ,分析了不同掺杂浓度和稀土离子的各晶体试样中的荧光光谱性质 ,并讨论了不同掺杂情况下对上转换发光的影响和激活离子之间的相互敏化作用     

Yb:YAG及Cr,Yb:YAG晶体的发光特性

研究了室温下YbYAG的上转换荧光光谱,此荧光归因于Yb3+离子的"合作"发光和Yb3+离子到稀土杂质离子的能量转移.测试了YbYAG晶体的X射线荧光,发光峰对应于电荷迁移态到Yb3+离子的基态、激光态间的跃迁.研究了Cr,YbYAG晶体的荧光光谱,讨论了Cr4+激光输出的可能性.     

八面体结构纳米CeO2:Er^3+;的合成及发光性质

采用水热合成法制备了八面体结构纳米CeO2∶Er^3+,并研究了稀土Er^3+离子掺杂对CeO2纳米晶的结构以及发光特性的影响。所合成的CeO2纳米晶具有八面体结构,结晶完好,粒度均匀。XRD和拉曼光谱测试结果表明所制备的CeO2纳米晶为面心立方萤石结构,稀土Er^3+离子的掺杂在基质晶格中产生了氧空位缺陷,并产生了晶格畸变。在980 nm激光激发下产生了稀土Er^3+离子绿色(2H11/2,4S3/2→4I15/2)、红色(4F9/2→4I15/2)和近红外(4I11/2,4I13/2→4I15/2)发光。随着稀土Er^3+离子掺杂浓度的变化,样品的发光光谱在可见光和近红外光范围产生了不同的猝灭浓度,这是由于掺杂浓度变化对Er^3+-Er^3+之间的交叉驰豫过程产生了影响,Er^3+的能级布居变化引起了发光特性的改变。     

稀土纳米发光材料研究进展

稀土纳米发光材料明显不同于体相发光材料的特性已经成为近年来的热点研究课题,为了更好地探索其特性,综述了稀土纳米发光材料的研究进展,特别是掺杂Eu³⁺和Tb³⁺离子的稀土纳米发光材料。首先,归纳总结了稀土纳米发光粒子不同于体相材料的光谱特性,如电荷迁移带的红移、发射峰谱线的宽化、猝灭浓度的升高、荧光寿命和量子效率的改变等等;其次,概述了一维稀土纳米发光材料的制备与光谱性质,介绍了二维稀土纳米发光薄膜的图案化和介孔模板组装;最后,对其未来的发展趋势进行了展望。     

CdS:Cu一维纳米结构及其光子学特性研究

利用化学气相沉积方法成功合成了CdS掺Cu的一维纳米结构,揭示了该掺杂纳米结构特殊的生长机制,发现了该结构新颖的光子学性质.实验表明,通过控制实验条件可以实现CdS中Cu离子掺杂,并可获得高质量的一维纳米结构.由于掺杂离子的影响,纳米结构在不同强度的光激发时表现出不同线形的发光光谱,掺杂浓度对发光峰的位置和相对强度有比较明显的影响,但对光谱线形影响不大.所得结果将有助于拓展CdS纳米结构在纳米光子学领域中的应用.     

稀土纳米发光材料的燃烧法制备及光谱性质

用燃烧法制备了不同粒径的La2O3:Eu3 纳米微粒,研究了影响La2O3:Eu3 纳米微粒大小的实验条件,发现粒径大小随甘氨酸(Gly)与稀土离子比例的增大而减小.制备的纳米微粒由谢乐公式计算的粒径尺寸为12～28 nm.测量了样品的高分辨光谱.运用激光选择激发,研究了光谱在不同发光中心上的变化,表面态对于这些变化起着主要作用.     

ZnO纳米棒的拉曼和发光光谱研究(英文)

本文对采用湿化学方法合成的ZnO纳米棒样品的拉曼光谱和发光光谱进行了研究。由扫描电镜结果可知,合成的ZnO纳米棒具有很好的尺寸发布均匀性,直径在30 nm左右,长度大于1微米。采用显微拉曼光谱技术,得到了632.8 nm波长激发的拉曼光谱,并和体相样品的拉曼光谱进行了对比分析;由325 nm激光波长激发得到的荧光光谱可知样品具有很好的紫外发光性质。     

La、Ce掺杂ZnO纳米晶的发光特性

共沉淀法制备了稀土镧、铈掺杂的ZnO半导体纳米晶。X射线衍射(XRD)结果表明:掺杂的ZnO纳米晶为六方纤锌矿结构,随掺杂浓度增加ZnO粒径减小。对铈掺杂纳米ZnO,以波长380nm激发,在443nm处出现了半峰宽较窄的强的蓝光发射峰;镧掺杂ZnO纳米晶则为从418~610nm的多峰宽带发射。     

铒离子在氟氧化物玻璃陶瓷中的上转换发光特性研究

用转移函数方法分析了Er^3 在铒镱共掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷中的上转换发光过程,Er^3 绿色辐射的上转换发光强度与泵浦激光功率的非平方关系是由于Er^3 和Yb^3 之间的强交叉驰豫过程引起的,讨论了在稀土离子共掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷中提高Er^3 的上转换发光强度的几种方法。     

稀土配合物的荧光特性实验研究

对稀土元素铕、铽、镝的氯化物与咪唑二元配合物,与丙氨酸、咪唑三元配合物,乙酰甘氨酸铕、镧、钕、铕与苯并咪唑配合物以及它们的配体,以可见光为激发光进行了荧光光谱测量,比较了不同稀土元素的荧光特性,分析了不同配体对稀土离子荧光特性的影响,讨论了稀土离子在配合物中的发光机制,同时还观察分析了升频荧光现象.     

Luminescence of yttrium niobium-tantalate doubly activated by europium and/or terbium under X-ray and electron beam excitation

This paper reports the luminescence emission spectra of Y(Ta,Nb)O₄ activated by rare earth ions such as Eu³⁺ and Tb³⁺. The influence of these rare earth ions on the luminescence of yttrium niobium-tantalate phosphors was investigated. The luminescent properties were studied under X-ray and electron beam excitations. Under these excitations, the emission centers of the rare earth activators (Eu³⁺,Tb³⁺) were found to contribute efficiently to the overall luminescence. Changing the mol concentration of the incorporated activators resulted in a broad variation of visible photoluminescence. Color cathodoluminescence images showed clearly the dependence of chromaticity on the different activators. With their various luminescence chromaticities, these rare earth activated phosphors are promising materials for solid-state lighting applications as well as for X-ray intensifying screens in medical diagnosis, providing a broad variation of visible photoluminescence from blue to red.     

协同发光效应及机理探讨

在研究共存离子对稀土配合物荧光强度影响时发现,许多稀土和非稀土离子在一定浓度范围内可对配合物的荧光产生增强效应.这种现象与协同萃取类似,我们将其命名为“协同发光效应”.本文采用激光诱导荧光光谱法,研究了十四种稀土离子对Eu、Sm-TTA-Phen-Triton X-100体系和Eu、Sm-DBM-CPB体系的协同发光效应.并从稀土离子的化学性质,光谱能级和所形成配合物的化学结构和空间结构等方面综合考虑,提出协同发光机理.拟定出用于痕量铕和钐测定的薪的超高灵敏度分析方法.     

Y2O3纳米晶中两种格位的Eu3+之间的能量传递

讨论了Eu^3 :Y2O3纳米晶在低温下的发光性质。比较了不同颗粒尺寸的Y2O3纳米晶中Eu^3 离子的发射光谱,根据不同温度下的激发谱,分析了处于Y2O3纳米晶中C2和C3i两种格位的激发峰强度随温度的变化,选择激发了不同格位的孤立的Eu^3 离子和处于相邻格位（C3i-C2)的Eu^3 离子对,结果表明,相邻Eu^3 离子对的能量传递速率比孤立的Eu离子之间的能量传递速率快,分析了纳米Eu^3 :Y2O3中猝灭浓度提高的原因。     

Luminescence enhancement of Mn doped ZnS nanocrystals passivated with zinc hydroxide

Mn-doped ZnS nanocrystals prepared by solvothermal method have been successfully coated with different thicknesses of Zn(OH)₂ shells through precipitation reaction. The impact of Zn(OH)₂ shells on luminescent properties of the ZnS:Mn nanocrystals was investigated. X-ray diffraction (XRD) measurements showed that the ZnS:Mn nanocrystals have cubic zinc blende structure. The morphology of nanocrystals is spherical shape measured by transmission electron microscopy (TEM). ZnS:Mn/Zn(OH)₂ core/shell nanocrystals exhibited much improved luminescent properties than those of unpassivated ZnS:Mn nanocrystals. The luminescence enhancement was observed with the Zn(OH)₂ shell thickening by photoluminescence (PL) spectra at room temperature and the luminescence lifetime of transition from ⁴T₁ to ⁶A₁ of Mn²⁺ ions was also prolonged. This result was led by the effective, robust passivation of ZnS surface states by the Zn(OH)₂ shells, which consequently suppressed nonradiative recombination transitions.     

稀土有机化合物的发光与能量传递

本文讨论了稀土有机化合物发光的能量传递过程;有机配位体的三重态相对于稀土离子的激发态的位置关系;形成三元配合物后对发光强度和谱带劈裂的影响;有机物中具有高能振动的含氢基团对荧光的猝灭作用;以及水分子的存在与采用不同的有机溶剂等因素对稀土发光的影响。文中还介绍了稀土有机发光材料的可能应用。