罗丹明-三嗪荧光探针对Al3+和Cr3+的识别

用罗丹明B乙二胺分步取代三聚氯氰环上两个氯原子,得到对称结构的罗丹明-三嗪衍生物。在pH 4～6的乙醇溶液中,衍生物能选择性识别Al3+和Cr3+,荧光发射和紫外-可见吸收显著增强。衍生物对Al3+ 和Cr3+识别不受共存金属离子干扰。在一定条件下,可作为高选择性和高灵敏的Al3+或Cr3+荧光和比色增强型光谱探针。     

基于香豆酰肼的高选择性的铜离子荧光探针

设计合成了含有香豆酰肼官能团的铜离子荧光探针,N,N-二乙基氨基香豆素-3-酰肼吡啶醛(XB),该探针在水溶液中[V(CH3CN):V(H2O)=1:1]对铜离子识别和检测具有较高的灵敏度和选择性。碱金属和碱土金属离子K+、Na+、Mg2+、Ca2+以及过渡金属离子Cr3+、Mn2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+和Ag+等对Cu2+离子的识别无显著影响。光谱滴定和ESI-MS谱表明Cu2+离子与XB以1:2的化学计量比形成配合物。     

硫杂杯[4]荧光探针的离子识别及分子逻辑门研究

以硫杂杯[4]芳烃为母体,在其1,3-位连接羟乙基邻苯二甲酰亚胺,2,4-位以三氮唑为连接基,将苄基引入硫杂杯[4]芳烃的下沿,得到硫杂杯[4]-邻苯二甲酰亚胺衍生物荧光探针(s1)。探针s1发射强烈荧光,在CH₃CN介质中的相对荧光量子产率为0.43。在DMF/H₂O介质中,以310 nm为激发波长,Fe3+能选择性猝灭探针s1在390 nm处的荧光;在CH₃CN介质中,以245 nm为激发波长,I-能选择性猝灭探针s1在310 nm处的荧光,光谱滴定和等温滴定量热均测出探针s1与Fe3+或与I-形成1∶1配合物,结合常数均达105。结合自由能表明配合为自发过程。荧光猝灭检测Fe3+和 I-的浓度线性范围分别为1.0×10-7～1.6×10-4 mol·L-1和1.0×10-7～8.5×10-5 mol·L-1,检测限分别为2.30×10-8 mol·L-1和1.17×10-8 mol·L-1。同时,利用识别和竞争配合作用,控制Fe3+和F-的输入使探针s1发射荧光或荧光猝灭,构建了分子水平上的逻辑电路。红外光谱推测探针s1分子中三氮唑基的氮原子参与了识别Fe3+的配位,而探针s1分子中三氮唑环上的芳氢与I-形成氢键而实现识别。     

Er3+/Tm3+共掺碲酸盐玻璃光谱特性及能量传递

采用高温熔融法制备了两系列不同掺杂比的Er³⁺/Tm³⁺共掺的碲酸盐玻璃,测试了样品的吸收光谱和在980 nm LD激发下的发光光谱、上转换发光光谱及发光寿命。讨论了Er³⁺与Tm³⁺掺杂浓度对样品光谱性质的影响,Tm³⁺离子的掺入会减弱Er³⁺的1.53 μm发光强度,但通过共振能量传递可以获得Tm³⁺的1.8 μm发光,并随着Tm³⁺离子浓度的增加而增强。同时表明Tm³⁺离子的增加会减弱Er³⁺离子在528 nm和545 nm附近的上转换绿光强度,而上转换红光出现了先增强后减弱的现象。研究了Er³⁺/Tm³⁺共掺杂碲酸盐玻璃的能量传递机制与传递效率,分析了Tm³⁺/Er³⁺离子掺杂浓度比对上转换发光的影响。     

Zn元素替代对MgGa2O4∶Cr3+的结构和发光性能的影响

采用高温固相法按化学式Zn_xMg_(1-x)Ga₂O₄∶Cr3+(x=0,0.2,0.6,0.8,1.0)配比原料制备了一系列红色长余辉发光材料。X射线衍射(XRD)分析表明样品物相均为面心立方结构。光致发光特性表明样品的红光发射峰均由以Cr3+为发光中心的电子2E—4A₂跃迁所致,Cr3+的激发带与基质发射带之间有大面积重叠,两者间存在有效的能量传递。余辉衰减曲线与热释光谱分析表明,不同Zn掺入量的样品余辉衰减快慢不同,是由于其中存在的陷阱能级深度不同,且陷阱能级越深,其余辉时间越长。     

BaIn6Y2O13∶Yb3+, Er3+的制备及上转换发光性质的研究

采用高温固相法合成了不同Yb3+和Er3+掺杂浓度的BaIn₆Y₂O₁₃上转换发光材料。XRD数据显示,所合成的BaIn₆Y₂O₁₃∶Yb3+, Er3+属于六方晶系,引入激活剂并没有改变基质的晶体结构。利用971 nm半导体激光器激发样品,测量样品在不同激发光密度下上转换发射光谱和发射光功率,计算了上转换能量效率。数据表明在激发密度不变,激活剂浓度增加时,上转换光绿红比减小;激活剂浓度不变激发光密度增加时,发射光绿红比增大。分析表明是由于Er3+之间的交叉弛豫增强导致绿红比随激活剂掺杂浓度的增加而减小;Yb3+和Er3+之间的能量传递和Er3+的激发态吸收增强导致绿红比随激发密度的增加而增大。随着激发功率增加, 在较低激发功率时, 上转换绿光发射强度与激发功率的二次方成正比; 在较高激发功率时, 上转换绿光发射强度与激发功率的一次方成正比, 与报道的结果一致。能量效率存在极大值, 分别为0.38%(Yb3+掺杂浓度3%, Er3+掺杂浓度1%)和0.06%(Yb3+掺杂浓度9%, Er3+掺杂浓度3%), 产生极值的一个原因是4I_13/2亚稳态能级寿命较长, 聚集了大量电子, 使基态电子急剧减少, 导致上转换泵浦效率降低。     

基于NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)上转换发光材料的色彩设计

采用共沉淀法制备β-NaYF4:Yb3+,Er3+。X射线衍射图谱结果表明退火有利于β相生长。样品在970nm处有一强烈吸收峰,利用980nm激光激发样品,实现红、绿、蓝三色上转换发光;其中蓝光相对较弱,红、绿光的发射峰分别为521,539,659nm。速率方程表明红、绿发射对应跃迁均是双光子过程,实验结果与理论分析相符。此外,对红、绿发射带面积比的研究表明激发功率和Yb3+掺杂量影响发光颜色;进而可实现简便的色彩设计。     

光谱及分子探针方法研究番茄Metacaspase蛋白与Ca~(2+)的相互作用

Metacaspases(MCPs)是发现于植物、真菌、原生动物体内的一种结构上类似多细胞动物Caspase的半胱氨酸蛋白酶家族,其大多数成员的激活依赖于钙离子,但钙离子如何影响MCPs的激活机制有待深入研究。借助圆二色谱技术、Terbium/Stains-all探针技术以及荧光光谱技术,以番茄Ⅱ型Metacaspase(LeMCA1)重要位点突变的三种体外原核表达重组蛋白,包括LeMCA1C139A(活性催化位点突变体)、LeMCA1K223G(自降解位点突变体)以及预测的Ca2+结合位点突变体LeMCA1D116A/D117A为研究材料,探究了MCPs与Ca2+相互作用机制。实验结果表明,Ca2+与LeMCA1之间既不存在强烈的结合作用,也不影响蛋白的二级结构,但Ca2+通过相互作用改变LeMCA1的三级结构来实现对LeMCA1的酶原激活过程。其中,LeMCA1蛋白的Asp-116,Asp-117氨基酸残基作为预测的与Ca2+作用的重要位点,其缺失将导致蛋白与Ca2+相互作用能力下降。利用圆二色谱、荧光光谱结合离子探针技术研究了典型茄科植物番茄中Ca2+与LeMCA1的相互作用特性,结合之前同源序列比对、位点突变结果确定了LeMCA1中的Asp-116,Asp-117氨基酸残基影响着Ca2+与蛋白质的相互作用。该结果对后续LeMCA1的生化特性及晶体结构的解析研究有着重要的参考价值。     

白光LED用Ba3SiO4Cl2∶Eu2+材料的光谱特性

采用高温固相法合成了Ba₃SiO₄Cl₂∶Eu2+蓝绿色荧光粉,并测量了材料的光谱特性等。研究结果显示,在365 nm近紫外光激发下,Ba₃SiO₄Cl₂∶Eu2+材料呈双峰宽带发射,主发射峰分别为445和510 nm;分别监测这两个发射峰,所得激发光谱覆盖范围为250～450 nm,主激发峰分别为350和400 nm,但光谱分布不同,说明两发射峰来源于不同的Eu2+发光中心。研究了Eu2+掺杂浓度对材料光谱性能的影响,发现随Eu2+掺杂量的增大,445 nm发射峰的强度增加,而510 nm发射峰的强度减弱。采用去离子水清洗Ba₃SiO₄Cl₂∶Eu2+材料后,445 nm发射峰消失,只保留了510 nm发射峰,且发射峰的强度明显减弱。     

白光LED用Ca_8Mg(SiO_4)_4Cl_2:Eu~(2+),Dy~(3+)发光粉的发光性能

采用高温固相法合成了白光LED用Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu和Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu,Dy绿色发光粉。研究发现:共掺Dy可以明显地提高Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu发光粉的发光性能,表明Dy3+和Eu2+之间存在着能量传递过程。当Dy3+的最佳掺杂摩尔分数为0.02时,发光粉505nm处绿光发射的强度约提高12%。通过对Dy3+和Eu2+光谱特性的分析,Dy3+和Eu2+之间的能量传递机制可归因于无辐射交叉弛豫。     

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.     

LD泵浦Nd3+∶GdVO4/Cr4+∶YAG固体激光器

通过合理设计，精密调控各元件和温控电流，得到了平均功率为70mW，脉冲宽度为22ns，重复频率为14 kHz，峰值功率高达230 W的Nd³⁺∶GdVO₄/Cr⁴⁺YAG绿光脉冲激光器.腔外采用望远镜系统聚焦，经KTP晶体倍频后，得到了平均功率为28.8 mW，脉冲宽度为19 ns，重复频率为14 kHz，峰值功率高达108 W的绿光激光输出，转换效率高达.指出了小光斑对倍频晶体带来的影响.     

双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器动态特性的分析

分析了弛豫振荡前上能级Er³⁺、Yb³⁺粒子数的变化和弛豫振荡时Er³⁺上能级粒子数的变化情况以及弛豫振荡时激光功率的变化规律,结果表明:弛豫振荡时的激光峰值功率远大于稳态时的激光功率.     

Correlation between Zero-Field Splitting and Site Distortions of Cr^3＋ Ions in NH4Cl：Cr^3＋ System： a Complete Energy Matrix Study

A theoretical method for investigating the inter-relation between the electronic and molecular structures of 3d^3 configuration ions in a tetragonal ligand field is established on the basis of the 120 × 120 complete energy matrices. Using this method, the local structure parameters of two tetragonal Cr^3＋ centers in the NH4 Cl：Cr^3＋ system are determined, Furthermore, the relations between the molecular symmetry and the ligand field symmetry are discussed.     

Sol-gel法制备Er3+-Yb3+共掺杂Al2O3粉末光致发光特性

采用异丙醇铝[Al(OC₃H₇)₃]为前驱体,溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备Er³⁺-Yb³⁺共掺杂Al₂O₃粉末.实验结果表明:900 ℃烧结的粉末为固溶Er³⁺、Yb³⁺的γ-(Al,Er,Yb)₂O₃相和少量θ-(Al,Er,Yb)₂O₃相的混合物.Er³⁺-Yb³⁺共掺杂Al₂O₃粉末具有中心波长为1.533 μm的光致发光(PL)特性.1 mol % Er³⁺和1 mol% Yb³⁺共掺杂的Al₂O₃粉末的PL强度较1 mol % Er³⁺掺杂提高2倍,半峰宽从53 nm增加到63 nm.随泵浦功率的提高,PL强度呈线性增加后渐呈饱和趋势.     

Luminescence Spectra of YGG：RE^3＋, Bi^3＋ （RE = Eu and Tb） and Energy Transfer from Bi^3＋ to RE^3＋

We investigate the luminescence properties of Bi^3＋ and RE^3＋ （RE = Tb or Eu） in a Y3Ga5O12 （YGG） host system. The additional doping of Bi^3＋ can enhance the luminescence of Th^3＋ or Eu^3＋ in this host. Energy transfer from Bi^3＋ to Tb^3＋ and Eu^3＋ is observed and the mechanism of energy transfer is investigated. Mechanism of energy transfer can be explained as electric multipole interaction since the Bi^3＋ emission band and Tb^3＋ or Eu^3＋ excitation band overlaps and the Bi^3＋ emission intensity decreases while the intensity of Tb^3＋ or Eu^3＋ increases with the increase of Tb^3＋ or Eu^3＋ concentration. Therefore, Bi^3＋ ion is a kind of efficient sensitizer to the Tb^3＋ and Eu^3＋ activators in the Y3Ga5O12 host.     

Er3+/Yb3+共掺TeO2-Li2O-B2O3-GeO2玻璃系统的光谱性质和热稳定性研究

制备了Er³⁺/Yb³⁺共掺的70TeO₂-5Li₂O-(25-x)B₂O₃-xGeO₂（x=0,5,10,15,20 mol%）系列玻璃, 研究了玻璃的热稳定性能, 测试了玻璃的吸收光谱、荧光光谱以及Er3+离子4I13/2能级荧光寿命, 并根据McCumber理论计算了Er³⁺离子4I13/2→4I15/2跃迁的受激发射截面. 结果表明：随着GeO₂含量的增加, 玻璃的热稳定性逐渐提高, 荧光谱线半高宽（FWHM）保持在70 nm左右, 而荧光强度和Er3+离子4I13/2能级荧光寿命逐渐提高, 研究表明这种玻璃系统是一种具有应用潜能的宽带光纤放大器用的基质材料.     

晶体PZCST:VO2+的EPR谱及光吸收谱的理论研究

采用双旋-轨耦合参量模型和3d¹电子组态在四角对称下的能级公式,计算了KZnClSO₄·3H₂O(PZCST): VO²⁺的EPR谱和光吸收谱,所得EPR谱和光吸收谱的理论结果与实验发现符合得很好. 研究发现,该晶体沿C₄轴局域对称结构呈压缩的四角畸变,其大小为0.47 nm;大的κ值表明VO²⁺的未配对电子的自旋极化对超精细结构常数有着较大的贡献.     

Interaction of O3+ Ions with Al2O3 Nanocapillaries

We investigate angular distributions of the transmitted 60 keV and 120 keV O^3＋ ions through nanocapillaries with 50hm diameter and 10μm length. The experimental results are in agreement with the ＇guiding effect＇ found by Stolterfoht et al. For different tilted angles of the nanocapillary membrane with respect to the beam, the angular distributions of the transmitted ions are measured by a one-dimensional micro-channel plate （MCP） detector. Moreover, the dependence of this guiding effect on the projectile energy is studied.