大尺寸掺钛铝酸铍(Ti~(3+):BeAl_2O_4)激光晶体的提拉法生长

应用提拉法技术,采用BeO:Al2O3:Ti2O3摩尔比=100:99.85:0.15的化学组分配比,以及选用合适的固液界面温度梯度与生长速度等优化工艺条件,成功地生长出了T3+离子掺杂、无气泡、无云层和核心、尺寸≈Ф60mm×85mm的粉红色Ti3+:BeAl2O4大尺寸晶体。测定了Ti3+:BeAl2O4晶体的激发与荧光光谱。沿着晶体生长方向,晶体的颜色变深。在激发光谱中观测到了502 nm与567nm的激发峰,在发射光谱中观察到了发光中心为710nm的宽带荧光。两激发峰与Ti3+离子的2T2→2E能级跃迁有关,710nm的荧光峰是由振动能级2E→2T2产生的。从不同部位晶体的吸收强度和颜色变化可得到Ti3+离子在BeAl2O4晶体中的有效分凝系数小于1。     

Ni2+掺杂近化学计量比铌酸锂晶体的生长及光谱特性

以K2O为助熔剂,在较大的固液界面温度梯度条件下,应用坩埚下降法技术生长了初始Ni2 掺杂摩尔分数为0.5%的近化学计量比铌酸锂晶体。测定了晶体的吸收光谱,观测到由Ni2 离子在八面体中3A2g(F)→3T1g(P)、3A2g(F)→3T1g(F)、3A2g(F)→3T2g(F)能级的正常自旋允许跃迁所产生的381 nm,733 nm,1280 nm吸收峰和3A2g(F)→1T2g(D)和3A2g(F)→1E(D)能级的自旋禁戒跃迁产生的430 nm与840 nm吸收峰。从晶体紫外吸收边的位置初步估算其摩尔分数比x(Li )/x(Nb5 )为0.981。根据晶体分裂场理论和吸收光谱,计算了Ni2 在该铌酸锂晶体中的晶格场分裂参量Dq=781 cm-1、Racah参量B=1096 cm-1与C=4353 cm-1。研究了在不同激发波长下晶体在可见光波段的荧光特征,观察到500~630 nm的绿色与800~850 nm的红色荧光发射带,它们归结为1T2g(D)→3A2g(F)与1T2g(D)→3T2g(F)的能级跃迁所致。     

掺Fe铝酸锂晶体的光谱性能研究

采用提拉法生长了质量较高的掺Fe铝酸锂(LiAlO2:Fe)晶体,并用吸收光谱、光致激发与发射光谱以及X射线激发发射(XEL)光谱测试等方法对晶体的光谱性质及结构进行了研究。结果表明,晶体对可见光与近红外光具有较高的透过,而在深紫外波段存在与Fe离子相关的吸收。以266nm光激发得到710nm的Fe3+离子的特征发射峰,分析表明晶体中Fe3+离子代替Li+离子而处于8面体格位。比较不同晶体样品的XEL光谱发现,空气退火后的γ-LiAlO2晶体出现了318nm处较强的缺陷发光,而同样条件退火后的LiAlO2:Fe晶体与未退火的γ-LiAlO2晶体均未观察到相应的发光。分析得出此发光应与晶体退火后形成的F+心有关,而Fe掺杂可抑制晶体中Li2O的挥发,提高晶体的热稳定性。     

Mn2+、Mn4+共掺杂Zn2GeO4电子结构和光学性质的第一性原理的研究

利用第一性原理的局域密度近似（LDA）方法, 对Zn2GeO4, Mn2+掺杂Zn2GeO4,Mn2+、Mn4+共掺杂Zn2GeO4的光电性质进行了理论研究。结果表明,Mn2+、Mn4+掺杂可以提高Zn2GeO4的载流子浓度,从而改善Zn2GeO4的导电性。Mn2+离子的掺杂导致Zn2GeO4对光的吸收由紫外区域扩展到可见光区域, Mn2+、Mn4+共掺杂促进Zn2GeO4晶体对可见光的吸收能力大幅增加,因此Mn2+、Mn4+共掺杂Zn2GeO4可以用于制备高效率的光催化剂和发光材料。     

Mn2+、Mn4+共掺杂Zn2GeO4电子结构和光学性质的第一性原理的研究

利用第一性原理的局域密度近似（LDA）方法, 对Zn2GeO4, Mn2+掺杂Zn2GeO4,Mn2+、Mn4+共掺杂Zn2GeO4的光电性质进行了理论研究。结果表明,Mn2+、Mn4+掺杂可以提高Zn2GeO4的载流子浓度,从而改善Zn2GeO4的导电性。Mn2+离子的掺杂导致Zn2GeO4对光的吸收由紫外区域扩展到可见光区域, Mn2+、Mn4+共掺杂促进Zn2GeO4晶体对可见光的吸收能力大幅增加,因此Mn2+、Mn4+共掺杂Zn2GeO4可以用于制备高效率的光催化剂和发光材料。     

Ca2GdZr2Al3O12…Mn4+及Bi3+共掺杂荧光粉的发光性能研究

通过高温固相法合成Ca_2GdZr_2Al_3O_(12)…Mn~(4+)等一系列荧光粉,利用X射线粉末衍射仪(XRD)、荧光分光光度计和紫外可见分光光度计对其物相结构和发光性能进行表征。基质结构表明,[ZrO_6]八面体中的Zr~(4+)可以被Mn~(4+)取代,XRD图谱和不同温度下合成的荧光粉的发光强度表明,1500℃为适宜的合成温度。当Mn~(4+)掺杂浓度(物质的量分数)为0.0050时,发光强度最大;当检测波长为703 nm时,激发波长随Mn~(4+)掺杂浓度的增加从343 nm移动到374 nm。利用光谱数据计算晶体场参数D_q和Racah参数(B和C),结果表明,Mn~(4+)处于强场中。Bi~(3+)、Mn~(4+)共掺杂可以增强Mn~(4+)的发光,荧光寿命测试结果表明,共掺时荧光粉的荧光寿命均长于Mn~(4+)单掺荧光粉,存在Bi~(3+)→Mn~(4+)的能量传递。     

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。     

一维Mn2+掺杂CdS纳米晶体的水热合成及其发光性能

用水热方法合成了一维Mn2 掺杂CdS纳米晶体.产品分别用SEM,EDS,XRD,TEM,HRTEM和PL等技术进行了表征.结果表明,掺杂Mn2 完全替代了CdS晶格中Cd2 的位置,产品具有较好的结晶性.荧光光谱中,CdS纳米晶体表面缺陷态的发射峰被完全抑制,只能观察到单一的Mn2 的发射峰.     

Nd3+掺杂PbWO4晶体的光谱特征和浓度效应

钨酸铅晶体(PbWO4)是新型的闪烁晶体,针对其广阔的光电子应用,实验测试了Nd3 掺杂PbWO4晶体的吸收光谱,讨论了不同的Nd3 掺杂浓度对于吸收系数和PbWO4光学吸收边的影响。依据Judd-Ofelt理论计算了吸收截面积、强度参数、量子荧光效率、荧光分支比等。讨论了不同浓度Nd3 掺杂的PbWO4晶体的光致发光光谱;室温LD808nm泵浦下,1.06μm荧光发射的荧光强度、荧光寿命和发射截面积,论述了这些性能随Nd3 掺杂浓度的变化关系。     

Nd^3＋：La2Be2O5单晶的光谱特性

Ｎｄ（３＋）：Ｌａ２Ｂｅ２Ｏ５（Ｎｄ（３＋）：ＢＥＬ）是一种具有单斜结构的双轴晶体，发射线性偏振荧光谱，当Ｅ∥Ｘ时，荧光峰值波长为１．０７０μｍ，Ｅ∥ｙ（ｂ）时，＝１．０７９μｍ．本文测量了Ｎｄ（３＋）：ＢＥＬ单晶的吸收谱，偏振和非偏振荧光谱，低温荧光谱（７７Ｋ°）和荧光寿命，（τ＝１３５±５μｓ），并且分析了其光谱特性与Ｎｄ（３＋）：ＹＡＧ作了比较，认为Ｎｄ（３＋）：ＢＥＬ更适合激光二极管泵浦．     

掺重稀土钒酸钇RE∶YVO4晶体的光谱性质

采用Czochralski法生长了均匀透明的Tm:YVO4, Tm:Er:YVO4和Tm:Yb:YVO4晶体, 测量了其室温下吸收光谱, 研究了晶体中掺杂稀土离子的光谱性质. 根据Judd-Ofelt理论拟合出晶体场唯象强度参数: Ω2=1.13×10-20 cm2, Ω4=1.63×10-20 cm2, Ω6=0.65×10-20cm 2.     

Ce:Lu2Si2O7闪烁晶体的结构和光谱特性

采用中频感应提拉法生长出Ce:Lu2Si2O7(Ce:LPS)晶体.通过x射线粉末衍射分析,晶体结构属单斜晶系的C2/m空间群.光学显微镜下可观测到晶体的(110)解理.在室温下测试了Ce:LPS晶体的吸收光谱、激发光谱和发射光谱.结果表明,Ce:LPS晶体的吸收峰只有两个,分别位于302和349 nm,且与激发峰的位置一致,归因于Ge3+的4f1→5d1跃迁的特征吸收所致.发射光谱具有Ce3+典型的双峰特征,经Gaussian多峰值拟合,带状谱是由384和407 nm两个发射峰叠加而成,且后者的强度明显高于前者.     

Mn2+、N2-共掺杂Zn2GeO4晶体电子结构和光学性质的研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法对本征Zn2GeO4,Mn2+掺杂Zn2GeO4,Mn2+/N2-共掺杂Zn2GeO4超晶胞进行了几何结构优化,计算了掺杂前后体系的晶格常数、能带结构、态密度和光学性质。结果表明,Mn离子掺入后,Mn离子3d轨道与O离子2p轨道之间有强烈的轨道杂化效应,掺杂系统不稳定,而Mn/N离子共掺后,Mn离子和N离子之间的吸引作用克服了Mn离子之间的排斥作用,能够明显地提高掺杂浓度和体系的稳定性。光学性质计算结果表明,Mn离子与N离子共掺杂能改善Zn2GeO4电子在低能区的光学跃迁特性,增强电子在可见光区的光学跃迁;吸收谱计算结果显示,Mn离子与N离子掺入后体系对低频电磁波吸收增加。     

YAG∶Cr3+ 晶体精细光谱结构研究

采用不同的晶体畸变模型，利用CDM(complete diagonalization method)方法对YAG∶Cr3+ 晶体的EPR参量进行了系统研究.通过计算结果对晶格畸变模型进行了分析.结果表明,在三角对称下，对杂质离子电荷与中心离子电荷相等的情况，不适合用杂质离子沿C3轴位移的模型来研究晶体的局域结构，而且由于基态和第一激发态的零场分裂都对局域结构微变非常敏感，因此仅由基态零场分裂来确定晶格局域结构是不可靠的.同时结果表明，Cr3+ 离子进入YAG晶体后，产生了Δθ=1.88°的三角畸变.从而成功统一地解释了YAG∶Cr3+ 晶体的EPR参量和精细光谱结构.     

CuAlS2∶Ni+晶体光谱和电子顺磁共振谱研究

Ni 离子在三元化合物CuAlS2半导体中替代离子Cu .应用晶体场理论,结合CuAlS2中Cu 位置的结构数据,计算了CuAlS2∶Ni 晶体的光谱和电子顺磁共振谱(g因子和超精细结构常数),计算结果与实验值符合得很好.     

ZnWO4∶Sm3+晶体光谱与上转换发光

采用Czochralski法生长出了ZnWO₄∶Sm³⁺单晶(Sm₂O₃=0.1wt%)，测量了晶体的吸收光谱.利用激光Raman谱仪在He-Ne激光器632.8nm波长激光激发下，观测到448，471，505，533nm的上转换锐线荧光，对其发光机理进行了探讨. 关键词：     

红色长余辉材料Zn3(PO4)2∶Mn2+,Ga3+的合成及光谱性质

采用高温固相法合成α、β和γ-Zn3(PO4)2∶Mn2+,Ga3+(ZPMG),XRD分析表明,高温合成过程中淬火条件有利于β相的形成,退火条件有利于γ相的形成.三种磷光粉的激发光谱分别位于246 nm(α)、234nm(β和γ)的宽带谱.α相的发射光谱为位于508 nm的锐线谱,β和γ相的发射光谱均存在两个谱带,分别位于508 nm的绿色光谱区和616 nm的红色光谱区.两种发射均归属为Mn2+的4T1(4G)→6A1g(6S)跃迁,但是由于Mn2+在Zn3(PO4)2结构中的配位数不同,故发光颜色及强度均不同.对于余辉发射,只能观察到红色余辉光谱.     

纳米ZnS:Mn2+薄膜荧光增强动力学研究

利用有机溶胶方法制备了纳米ZnS:Mn^2 颗粒并将其分散在PVB薄膜中，观察到紫外辐照荧光增强的现象且增长倍数高于以前的报道。利用激发和发射光谱等手段对荧光增强的动力学过程进行了研究。认为纳米ZnS中元激发向Mn^2 离子和表面态的能量传递是两个互相竞争的过程，紫外光辐照使表面态数目减少从而使Mn^2 的发光增强，辐照后ZnS基质的1P能级对Mn的激发更为有效。该样品在太阳光辐照下有相同的增强效应，可用来作为紫外光辐照剂量的探测材料。