BeAl_2O_4:Cr~(3 )晶体的生长习性

分别沿α,b,c轴三种取向用提拉法生长了BeAl_2O_4:Cr~(3 )晶体,用X射线和光学方法测定了各个显露面,确定了其密勒指数,并根据PBC理论计算了各显露面的重要性,计算结果与实验结果相符。     

BeAl_2O_(4):Cr~(3 )的晶场能级

金绿宝石中镜对称格位上Cr~(3 )(Ⅱ)离子的4~T_2,4~T_1和2~E能级与该材料的激光运转有关。4~T和4~T_1能级各分裂成三个子能级。为从偏振吸收谱上确定BeAl_2O_4:Cr(3 )的能级图,本文计算了4~T_2和4~T_1的分裂,找到了对谱方法,得到了表征能级分裂的参量K_1和K_2的值。最后给出了以低点群不可约表示标号的、BeAl_2O_4:Cr~(3 )(Ⅱ)的晶场能级图。     

BeAl_2O_4:Cr晶体的缺陷研究

用化学腐蚀、光学显微镜、X射线形貌术以及电子显微分析等方法研究了引上法生长的BeAl_2O_4:Cr晶体中的缺陷.其结果如下:1)获得了对低指数面(100)、(010)及(001)面位错的理想腐蚀剂,2)晶体中的位错分布不均匀,位错产生的来源有二:一是从晶种中,另一是由包裹物引起.大多数位错是刃型位错,其柏格氏矢量为〈100〉方向、滑移面为(010)面.3)在晶体中常出现的包裹物如气泡,管状物及第二相沉积物,它们是由于原料中的杂质及生长过程中的组分过冷引起的.     

Ni~(2+):BeAl_2O_4晶体发光性质的研究

用时间分辨的激光诱导荧光光谱方法测量了10—300K温度范围内Ni~(2+):BeAl_2O_4晶体的红外荧光光谱和荧光寿命。通过荧光寿命的温度变化特性分析,得出~3T_(2g)态的内禀辐射衰减寿命为123±7.2μs。无辐射弛豫的Mott激活能为1147cm~(-1),并导出了此晶体发光量子效率随温度的变化关系式。Ni~(2+):BeAl_2O_4晶体具有比较快的辐射跃迁速率,且在室温(300K)时有较高的发光量子效率(0.72),用它有可能制作室温下可调谐的终端声子激光器。     

BeAl_2O_4∶Cr~(3+)系统中~2E→~4A_2跃迁谱线随压力的变化

首次观察到液氮温度下BeAl_2O_4∶Cr~(3+)系统中压力对荧光谱线的影响,系统地测量了室温和液氮温度下,在0—120kbar压力范围内~2E→~4A_2跃迁谱线。结果表明,R_1、R_2、S_1和S_2谱线随压力变化的红移率各不相同,但每条谱线各自在室温与液氮温度下的红移率相同。同时也观察到随温度降低这些谱线位置的紫移。     

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。     

ZnAl_2O_4∶Cr~(3 )晶体~4 A_2基态ZFS及其三角晶格畸变研究

用对角化哈密顿矩阵的方法,借助Ｎｅｗ ｍａｎ 晶场叠加模型,研究了ＺｎＡｌ２Ｏ４∶Ｃｒ３ ＋ 晶体的基态零场分裂（ＺＦＳ） 及其电子光谱,理论结果与实验一致．定量研究表明,掺杂晶体ＺｎＡｌ２Ｏ４∶Ｃｒ３ ＋ 中,络离子（ＣｒＯ６）９ － 局域结构应有压缩的三角畸变（Δθ＝ ３ ．０６°） ．同时指出,自旋二重态对４ Ａ２ 基态ＺＦＳ参量ｂ０２ 的贡献不可忽略,而对ｇ 因子的贡献甚微．     

Cr~(3 )∶MgAl_2O_4晶体的基态能级分裂及Jahn-Teller效应

构造了3d3/3d7离子在三角对称晶场中考虑自旋-轨道相互作用,自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用的120阶微扰哈密顿矩阵.利用完全对角化该矩阵的方法计算了Cr3 ∶MgAl2O4晶体的基态能级、零场分裂参量,理论计算值与实验值相符合.定量研究了自旋二重态对基态能级的贡献,证明该贡献是不可忽略的.定量研究了自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用对Cr3 ∶MgAl2O4晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-轨道和自旋-自旋相互作用对基态能级和零场分裂参量的影响的程度和方式是不同的,自旋-其它轨道相互作用的影响也是不可忽略的.通过理论计算值和实验值的比较,证实了在Cr3 ∶MgAl2O4晶体中Jahn-Teller效应的存在,解释了该晶体的光谱精细结构的成因.     

Sr_3Ga_2Ge_4O_（14）晶体中Cr~（3＋）和Cr~（4＋）吸收光谱

采用提拉法生长了掺Ｃｒ的Ｓｒ３Ｇａ２Ｇｅ４Ｏ１４低温石榴石结构型单晶，测量了它的吸收光谱及其偏振特性，系统描述了该晶体在可见和近红外波段各吸收带的特征，指出Ｃｒ在此晶体晶格中主要存在两种价态Ｃｒ３＋和Ｃｒ４＋，Ｃｒ４＋在近红外的吸收将影响到Ｃｒ３＋的发光。     

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3/CoFe_2O_4复合薄膜电学、磁学性能的研究

利用射频磁控溅射技术在LaNiO_3/SiO_2/Si基底上制备了Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3/CoFe_2O_4和Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-Pb TiO_3/Co Fe_2O_4/Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3两种复合薄膜.我们采取了三种退火条件对复合薄膜进行退火处理,研究两种复合薄膜的晶体结构、电学和磁学性能.通过对两种复合薄膜的结构的分析,发现两步法退火后得到复合薄膜同时存在纯钙钛矿相和尖晶石相两种结构.铁电性能测试表明,两种复合薄膜均具有较好的铁电性能,其中三层复合薄膜的剩余极化强度Pr最大可以达到14.9μC/cm2,这要归因于多层复合薄膜内部的应力-应变效应和界面耦合效应.在电场强度为80 k V/cm的漏电流密度数量级仅10-5A/cm2,其导电机制在高电场区满足Schottky机制.介频性能测试表明:复合薄膜的介频特性较差,双层复合薄膜的介电性能较好,其介电常数εr为1078,其介电损耗tgδ较大,约为0.43.此外,对复合薄膜的磁滞回线测试表明:两种复合薄膜中均存在磁学性能,且双层结构复合薄膜的铁磁性能较大,其饱和磁化强度Ms为119 emu/cm3,剩余磁化强度Mr达到31.6 emu/cm3,矫顽场Hc为1360 Oe.以上测试结果表明,铁电有序和磁有序可以存在于钙钛矿-尖晶石结构当中,通过多层复合和合适退火方式可以增强其铁电和介电性能.     

锗酸铋(Bi_4Ge_3O_(12))单晶闪烁体

1965年,Nitsche[1]第一次拉成锗酸铋(以下简称BGO)单晶.然而把BGO单晶作为闪烁体来进行研究,其历史却还不到十年.1973年,Weber等人[2]首先用X射线激励,研究了它的发光机理和荧光特性.1977年,Cho等人[3]对 BGO和 Nal(TI)闪烁体用于探测低能核辐射进行了比较。指出:由于BGO具有较     

Y_3Ga_5O_(12):Cr~(3 )激光晶体的色散测量

本文首次报道了Ｙ３Ｇａ，Ｏ２３：Ｃｒ３＋晶体的色散，根据Ｓｅｌｌｍｅｉｅｒ公式拟合了该晶体的色散曲线．折射率的计算值与实验值符合很好．     

Mn掺杂Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_3-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3单晶微米尺度压电阵列的制备与铁电畴结构研究

超声探头是高端医学超声诊疗设备的核心元件,由弛豫型铁电单晶制备的新型压电器件可显著提高其性能.由于高阵元密度阵列技术与微机电系统迅速发展,传统切割填充法刀缝过宽,难以降低阵元尺寸,无法提高阵元密度,更不利于高分辨率及高频率的应用需求.采用紫外光刻-深反应离子刻蚀工艺的微机械制备方法,可以降低缝宽、提升阵列密度.制备了基于新型、高性能弛豫铁电单晶—Mn离子掺杂0.3Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_3-0.4Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.3PbTiO_3 (Mn-PIMNT)的微米尺度压电阵列.研究了紫外光刻工艺参数、深反应离子刻蚀工艺参数对压电阵列形貌的影响规律,得到了不同沟道深度与不同压电阵元形状的形成机制以及Mn-PIMNT单晶的刻蚀速率与天线功率、偏置功率及刻蚀气体比例之间的关系规律.得到压电阵列阵元尺寸小于10μm,沟槽深度大于20μm,沟槽宽度小于5μm,侧壁角度高于87°.通过压电力显微镜研究了微米尺度压电阵元的铁电畴结构及电场效应调控.与传统切割填充法相比,本文的加工方法不存在刀缝过宽,可确保单晶晶向,促进了高频率压电单晶复合材料、高密度超声换能器阵列以及新型压电微机械系统的发展.     

β─BaB_2O_4晶体生长母液结构的分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟方法，研究了βＢａＢ２Ｏ４晶体生长母液ＢａＢ２Ｏ４Ｎａ２Ｏ二元系熔体的结构，Ｎａ２Ｏ摩尔浓度分别为１２５％，２０％，２５％，３０％．模拟给出的不同组分比下的ＢＯ径向分布函数表明，随着Ｎａ２Ｏ浓度的增加，第一峰峰值更高，峰形更尖锐．在模拟产生的一系列瞬态构型基础上，采用键序参数方法，结合环链统计，研究了母液溶体的局部结构．结果表明，助熔剂Ｎａ２Ｏ的加入，提高了熔液中ＢＯ３平面三角形基团的含量，且使游离ＢＯ３，Ｂ２Ｏ５，Ｂ３Ｏ７等结构单元增多，同时大大削弱了体系网联程度，有利于平面Ｂ３Ｏ６环的形成，也有利于晶体生长．统计分析还表明，Ｂ原子在游离ＢＯ３中的百分比与母液熔体挥发度实验值、Ｂ原子在长链中所占百分比与母液熔体粘度实验值均有很好的对应关系     

近红外长余辉纳米探针ZnGa_2O_4∶Cr~(3+),Sn~(4+)的制备及Fe~(3+)含量的时间分辨检测

鉴于长余辉材料免实时激发特性可有效消除激发光源及复杂样品自体荧光的干扰,近红外长余辉材料在生物成像领域受到了广泛关注。但其在荧光传感应用方面的报道相对较少,尤其是利用长余辉纳米粒子来检测金属阳离子鲜有报道。本文采用水热法制备了Sn~(4+)共掺的近红外长余辉纳米材料ZnGa_2O_4∶Cr~(3+),Sn~(4+)(ZGSC),再以包硅处理得到在水溶液中分散性良好的荧光探针ZnGa_2O_4∶Cr~(3+),Sn~(4+)@SiO_2(ZGSC@SiO_2)。基于Fe~(3+)对长余辉材料ZGSC@SiO_2的荧光猝灭效应,构建了一种选择性好、无背景干扰的近红外长余辉荧光探针ZGSC@SiO_2,用于Fe~(3+)的定量检测。采用时间分辨光谱可有效地消除背景干扰,实现了高信噪比检测,其线性范围为50～800μmol/L,检出限为25.12μmol/L。选取了3种补铁口服液作为实际样品,对其总铁含量以及Fe~(3+)的含量进行检测,并进行了加标实验。实验结果表明,测定结果中总铁含量与标示值吻合;3种样品中总铁含量的加标回收率为99.00%～99.79%,相对标准偏差(RSD)为2.416%～3.808%;Fe~(3+)含量的加标回收率为99.90%～102.69%,RSD为3.263%～4.296%,满足测定要求。根据样品中总铁含量和Fe~(3+)含量,可计算得出Fe~(2+)含量,因此该荧光传感体系具有可同时检测Fe~(3+)与Fe~(2+)的优点,可以用于补铁口服液中有效价态Fe~(2+)的质量控制检测。     

Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3/YBa_2Cu_3O_(7-x)双层结构电学特性研究

该研究通过溶胶-凝胶结合PLD的方法,在LaAlO_3(LAO)基板上制备了具有良好的c轴取向的Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3/YBa_2Cu_3O_(7-x)(PZT/YBCO)双层薄膜。采用溅射法制备了Pt顶电极,在300K~50K温度范围内,对Pt/PZT/YBCO的电滞回线和J-V特性曲线进行研究,结果表明:300K时,Pt/PZT/YBCO的剩余极化强度约为22μC/cm~2,随着温度的降低,剩余极化强度基本保持不变同时矫顽场和临界导通电压(Vc)增大、漏电流减小,当YBCO进入超导态时,Vc随温度的变化规律发生改变。进一步研究了不同电压下Pt/PZT/YBCO的电流输运特性,当外加偏置电压较小时(临界导通电压以下),Pt/PZT/YBCO的电流输运特性主要符合欧姆导电机制,当外加偏置电压增大到临界导通电压以上时,电流输运特性主要符合肖特基发射机制。     

新型近红外超长余辉材料Zn_3Al_2Ge_2O_(10)∶Cr~(3+)的发光性能

采用高温固相法制备了新型近红外长余辉材料Zn3Al2Ge2O10∶Cr3+,利用X射线衍射、荧光光谱和余辉衰减曲线等对合成的样品进行了分析。结果表明:样品Zn3Al2Ge2O10∶Cr3+是Ge4+取代ZnAl2O4∶Cr3+尖晶石中的部分Al3+而形成的固溶体。在397 nm光的激发下,发射光谱主要由两个明显的窄峰叠加在Cr3+离子的自旋允许跃迁4T2→4A2辐射的宽发射带上。发光强度随着Cr3+离子掺杂浓度的增大和煅烧温度的升高而出现浓度猝灭及温度猝灭现象。当Zn3Al2-xGe2O10∶xCr3+中的Cr3+离子掺杂量x为2%且煅烧温度为1 350℃时,样品的近红外发光及余辉强度最大。材料的余辉持续时间超过300 h,余辉发射谱峰位与荧光发射光谱中的N线一致,均位于697 nm附近。最后分析了煅烧温度对样品余辉性能的影响,并对材料的余辉机制进行了探讨。     

Y_(3-x)Bi_xFe_5O_(12)的晶体生长

本文讨论了Y_2O_3-Fe_2O_3-Bi_2O_3-PbO·0.2B_2O_3赝四元系相图的得出与运用;用Bi_2O_3-PbO-B_2O_3做助熔剂,获得了磁性石榴石Y_(3-x)Bi_xFe_5O_(12)单晶(0≤x≤1.2);还论述了Bi-YIG晶体内Bi含量与助熔剂熔液成份的关系。     

Y(V_1-xPx)O_4:Eu~(3 ) SiO_2磷光体

根据过去Corth等人对YVO_4:Eu—SiO_2系统的研究,以过量很多SiO_2的稀释这种磷光体会使荧光减少,但如按单位面积磷光体的减少量来计算,荧光减少的量还应比这大得多。本文作者的工作肯定了上述结果,     

KZnF_3:Cr~(3 )和KMgF_3:Cr~(3 )四角对称电子顺磁共振参量与晶格缺陷的研究

用Newman叠加模型研究了KZnF_3:Cr~(3 )四角对称基态的零场分裂,证实了Zn~(2 )空位和畸变的存在;并指出,空位对晶场的贡献不可忽略。计算得到:KZnF_3:cr~(3 )晶体[0,01]方向的一个F~-配体向Cr~(3 )移动Δ(KZnF_3)=0.0029-0.0043nm。还研究了KMgF_3:Cr~(3 )四角对称的零场分裂,证实实验测得的零场分裂常数D=-0.2167±0.0004cm~(-1),是由于O~(2-)取代了Cr~(3 )最近邻处的一个F~-,形成的CrOF_3基团所产生的;并指出:与Cr~(3 )-O~(2-)轴相垂直的平面上的四个F~-配体,必须向Cr~(3 )-O~(2-)轴收缩δ,零场分裂常数的计算值才能与实验值一致。同时,Cr~(3 )和O~(2-)要相向移动,而Cr~(3 )移动的距离Δ比O~(2-)移动的距离Δ大。