α-Al2O3:C晶体的热释光和光释光特性

以高纯α-Al2O3和石墨为原料,采用温梯法生长了α-Al2O3:C晶体,使用Ris TL/OSL-DA-15型热释光和光释光仪研究了其热释光和光释光特性.α-Al2O3:C晶体在462 K附近有单一热释光峰,发射波长位于410 nm.随着辐照剂量的增加,热释光强度逐渐增强,462 K的热释光特征峰位置保持不变.α-Al2O3:C晶体的光释光衰减曲线由快衰减和慢衰减两个部分组成,随着辐照剂量的增加,快衰减部分衰减速率变化不大,而慢衰减部分衰减速率加快.在5×10-6-10 Gy剂量范围内,α-Al2O3:C晶体的热释光剂量响应呈现良好的线性关系,30 Gy时达到饱和;光释光剂量响应在5×10-6-60 Gy剂量范围内呈现良好的线性关系,100 Gy时达到饱和.与热释光相比,光释光剂量响应具有更高的灵敏度和更宽的线性剂量响应范围.     

α-Al2O3单晶的热释光和光释光特性

研究了纯α-Al₂O₃单晶的热释光发光曲线和三维发光谱，以及光释光衰变曲线，对它们的发光机理和剂量学特性进行了分析和讨论.实验观察到α-Al₂O₃单晶β射线照射后立即测量的热释光发光曲线，有峰温为76℃和207℃两个发光峰.经γ射线照射数小时后测量的三维发光谱，只有峰温207℃波长为416 nm发光峰，它与α-Al₂O₃:C晶体的发光波长基本相同，是受热激发到导带的电子与F< 关键词： 2O₃')" href="#">α-Al₂O₃ 三维发光谱 TL/OSL剂量响应     

不同粒径α-Al2O3:C晶态粉体热释光和光释光特性

本文探讨了α -Al₂O₃:C晶态粉体的辐照剂量效应, 使用RisøTL/OSL-DA-15 型热释光和光释光仪研究其热释光和光释光特性, 结果发现, 相同粒径的α-Al₂O₃:C晶态粉体具有单一热释光峰, 且随着辐照剂量的增加热释光强度不断增加, 但热释光峰位置保持不变, 符合一级动力学模型; 而在相同的辐照剂量和测试条件下, 随着α -Al₂O₃:C晶态粉体粒径的减小, 其热释光强度先增强后减弱, 热释光峰却逐渐增加至趋于稳定, 表明粒度为40—60 μ的α -Al₂O₃:C晶态粉体具有最佳的热释光效应. 同时α -Al₂O₃:C晶态粉体的光释光特性的研究发现, 其光释光曲线具有典型的指数衰减特征, 粒径对其光释光强度和衰减速率的影响符合浅电子陷阱能级理论.     

不同退火温度的Al_2O_3:C薄膜热释光和光释光性能

α-Al_2O_3:C晶体的热释光和光释光性能优越,但其制备要求高,需高温和高还原气氛.与α-Al_2O_3:C晶体性能接近的α-Al_2O_3:C陶瓷,热释光峰不单一.本文采用两次阳极氧化法在0.5 mol/L的草酸溶液中5℃恒温制备高度均匀有序的多孔Al_2O_3:C薄膜,主要研究不同退火温度对其热释光和光释光特性的影响.结果表明,经不同温度退火后的Al_2O_3:C薄膜均为非晶结构;不同退火温度的Al_2O_3:C薄膜热释光的主发光峰约在310℃左右,符合通用级动力学模型.600℃退火后的Al_2O_3:C薄膜热释光灵敏度最强,其热释光剂量曲线在1-10 Gy范围内具有很好的线性响应,在剂量10-120 Gy范围内出现超线性响应;在相同的辐照剂量下,随着退火温度的升高(≤600℃)光释光的初始发光强度逐渐增强.不同退火温度的Al_2O_3:C薄膜光释光衰减曲线都呈典型的指数衰减且快衰减速率相比α-Al_2O_3:C晶体显著加快.600℃退火后的Al_2O_3:C薄膜光释光灵敏度最强,其光释光剂量响应曲线在1-200 Gy整体上都具有很好的剂量线性关系.与热释光相比,Al_2O_3:C薄膜的光释光具有更宽的线性剂量响应范围.此研究为Al_2O_3:C薄膜作为光释光辐射剂量材料做出了有益的探索.     

α-Al2O3单晶的热释光和光释光特性

研究了纯α-Al2O3单晶的热释光发光曲线和三维发光谱,以及光释光衰变曲线,对它们的发光机理和剂量学特性进行了分析和讨论.实验观察到α-Al2O3单晶β射线照射后立即测量的热释光发光曲线,有峰温为76℃和207℃两个发光峰.经γ射线照射数小时后测量的三维发光谱,只有峰温207℃波长为416 nm发光峰,它与α-Al2O3:C晶体的发光波长基本相同,是受热激发到导带的电子与F+心复合所生成的F心激发态3P跃迁至基态1S发的光.用热释光动力学方程拟合不同照射剂量的发光曲线,207 ℃发光峰的峰温基本不随剂量而变化,形状因子μg的平均值为0.415±0.001,该发光峰的剂量响应为线性-亚线性,表明它基本符合一级动力学模型所预言的发光峰.实验还测定了纯α-Al2O3单晶辐照不同剂量后,470 nm波长激发的光释光衰变曲线.用两个指数衰变函数拟合光衰变曲线得到的衰变时间常数τ1(平均值为2.63±0.07s)基本不随剂量而变化,而τ2则在0.12至12 Gy范围内有明显下降趋势,大于12 Gy时无明显变化,约75s.时间常数τ1对应的光释光强度和吸收剂量的关系为线性-亚线性.     

用于α-Al2O3分子动力学模拟的长程Finnis-Sinclair势函数

用金属势函数描述氧化物是实现金属-氧化物界面分子动力学模拟的关键.基于此,通过拟合α-Al₂O₃的晶格能、晶格常数、弹性常数,获得了一套用于描述α-Al₂O₃的长程Finnis-Sinclair（F-S）势.通过与已报道的描述α-Al₂O₃的EAM势、Glue势和modified Matsui（m-Matsui）势的比较,结果达到或优于前人的结果.进而,在300 K的温度下对 关键词： 长程F-S势 2O₃')" href="#">α-Al₂O₃ 2O₃界面')" href="#">Fe-Al₂O₃界面 2O₃界面')" href="#">Al-Al₂O₃界面     

α-Al_2O_3透明陶瓷的发光及热释光特性

采用传统无压烧结工艺,以MgO为烧结助剂,制备出了透明性良好的α-Al2O3透明多晶陶瓷,测定了其吸收光谱、荧光光谱、激发光谱,并做了热释光测试.结果表明,吸收光谱存在192nm和225—250nm吸收峰,分别对应于F色心和F+色心.在荧光光谱的410nm处发现有明显的发射峰.结合对其激发光谱的研究,证明了对应于F和F+色心.热释光谱中存在368,456,614K三个热释光峰,其中456K的峰值是受热激发的电子与F+色心复合产生的.     

α-Al2O3: Mn单晶的三维热释发光谱研究

测量了α-Al2O3: Mn单晶中子辐照前后的三维热释发光谱.观察到α-Al2O3: Mn:Mn单晶γ射线照射后测量的三维热释发光谱中，峰温在350℃波长为680nm处有一宽发光峰，这可能与Mn2+离子有关；波长为695nm峰温在170℃和350℃的线状光谱，叠加在680nm宽发光峰上，是Cr3+离子的发光谱线,其中可能有Mn4+离子的贡献.与纯α-Al2O3单晶的热释发光谱相比，掺入Mn杂质后，γ射线照射的三维热释发光谱中完全地抑制了波长为416nm的α-Al2O3的F心发光峰.经1017cm-2中子注量辐照和退火后，γ射线照射后测量的三维热释发光谱中，在150℃出现了波长为416和695nm的发光峰，以及在250℃波长为680和695nm的发光峰，其中695nm新发光峰的强度略超过了中子辐照前α-Al2O3:Mn在350℃波长为695nm的发光峰，说明中子辐照产生了大量浅陷阱能级和F心.然而，经1018cm-2中子注量辐照和退火后，γ射线照射后测量的三维热释发光谱中，出现了峰温150℃，190℃和250℃波长为520nm的Mn2+离子发光峰，以及300℃波长为680和695nm的Cr3+（或Mn4+）的发光峰，表明增高中子注量的辐照，产生了温度为190℃，250℃和300℃深陷阱能级和F心，并使Mn2+离子发光峰明显加强. 关键词： α-Al2O3:Mn 三维发光谱 缺陷结构 发光机理     

Al2O3∶C的光释光荧光光谱测量及分光光谱测量系统设计

使用Al₂O₃∶C作为灵敏物质的辐射探测器具有体积小、灵敏度高、可在线远程退火等优点。精确测量Al₂O₃∶C的光释光荧光光谱不仅有助于理解Al₂O₃∶C的能级分布和发光机理,还可用于指导荧光收集和测量系统设计。采用直接测量法和分光测量法测量了Al₂O₃∶C的光释光荧光光谱,两种方法得到的光谱基本一致,具有峰值波长为～414nm,半高宽为～62nm的单峰形状,且长波长侧衰减较缓慢。峰值波长为414nm(对应能量为3.0eV)的宽带光释光荧光对应于Al₂O₃∶C材料中F色心由³P激发态退激到¹S基态所发射的荧光。设计的分光光谱测量系统可完全消除高强度反射激发光的影响,也可用于其他光释光材料的荧光光谱测量。     

热释光和光释光发光谱的测量

介绍了自行研制的计算机化热释光和光释光三维光谱测量装置的系统结构及其工作原理.在计算机的控制下,通过精密加热器或激发光源以热激发或光激发的方式使样品发光.从样品发出的光经过光路和光栅分光系统后,形成光谱,被高灵敏度的CCD采集,再将光谱图像模拟信号变为可以直接用计算机进行数据处理的数据信号.波长范围200~800nm,波长分辨率优于2nm,人机界面友好,操作方便.利用热释光和光释光三维光谱测量装置测量了SrSO₄:Eu(0.1%,摩尔分数)和CaSO₄:Eu(0.1%,摩尔分数)的光释光发光谱和热释光发光谱,得到SrSO₄:Eu的光释光发光波长与热释光发光波长均为375nm,而CaSO₄:Eu的光释光发光波长与热释光发光波长均为385nm,说明热释光和光释光具有相同的发光中心,均来自于Eu²⁺的能级跃迁.同时在CaSO₄:Eu的热释光发光谱中还观察到了Eu³⁺的发光.与二维发光曲线相比较,通过对三维热释光和光释光发光谱的研究,可以得到更丰富的信息,这有助于对热释光和光释光发光机制进行更深入的研究.     

α-Al2O3(0001)基片表面结构与能量研究

对α-Al₂O₃(0001)晶体表层三种不同终止原子结构的计算模型， 在三维周期边界条件下 的κ空间中，采用超软赝势平面波函数描述多电子体系.应用基于密度泛函理论的局域密度 近似，计算了不同表层结构的体系能量，表明最表层终止原子为单层Al的表面结构最稳定. 对由10个原子组成的菱形原胞进行了结构优化，得到晶胞参数值(a₀＝0.48178n m)与实验 报道值误差小于1.3%.进一步计算了超晶胞(2×2)表面弛豫，弛豫后原第2层O原子层成为最 表层； 对不同表层O，Al原子最外层电子进行了布居分析，表面电子有更大的概率被定域在 O原子的周围，表面明显地表现出O原子的电子表面态. 关键词： 2O₃(0001)')" href="#">α-Al₂O₃(0001) 超软赝势 表面结构 表面态     

Ni/α-Al2O3催化剂作用下苯甲醚的加氢脱氧

Ni-based catalysts supported on di erent supports (α-Al₂O₃,γ-Al₂O₃, SiO2, TiO₂, and ZrO₂) were prepared by impregnation. Effects of supports on catalytic performance were tested using hydrodeoxygenation reaction (HDO) of anisole as model reaction. Ni/α-Al₂O₃ was found to be the highest active catalyst for HDO of anisole. Under the optimal conditions, the anisole conversion is 93.25% and the hydrocarbon yield is 90.47%. Catalyst characteriza-tion using H₂-TPD method demonstrates that Ni/α-Al₂O₃ catalyst possesses more amount of active metal Ni than those of other investigated catalysts, which can enhance the cat-alytic activity for hydrogenation. Furthermore, it is found that the Ni/α-Al₂O₃ catalyst has excellent repeatability, and the carbon deposited on the surface of catalyst is negligible.     

SrSO4:Eu磷光体的光释光特性

研究了通过掺杂得到的SrSO4:Eu(01mol%)的粉末样品的光释光(OSL)特性.用90Sr的β射线辐照0116—116kGy后，测定了恒定光源激发的光释光发光曲线(CW-OSL)和线性光源激发的光释光发光曲线(LW-OSL)，对发光曲线分析均得到了四种陷阱成分.采用复合作用响应函数得到SrSO4:Eu辐射剂量响应为线性-亚线性.测量了温度对OSL信号的影响，结果表明OSL信号的温度稳定性很好，最灵敏读出温度约为180℃，说明这时OSL信号来自热激发和光激发的共同作用.用60Coγ辐照100Gy后，测量了热释光(TL)三维光谱，确定了发光波长主要位于375nm，可以确定这是来自于Eu2+能级跃迁的发光. 关键词： 光释光 热释光 SrSO4:Eu     

PuO2和α-Pu2O3光学性质的经验势模拟

用GULP程序拟合出α-Pu₂O₃的Pu-O作用BMH经验势参数.结合氧离子壳模型势,运用分子静力学和动力学计算出PuO₂和α-Pu₂O₃理想晶体的结构参数和光学性质.结果显示：它们的空间群、晶胞参数、密度和熵等,与文献报道值接近,相对误差均小于1.2%;并计算出PuO₂和α-Pu₂O₃的高频和静态介电张量、红外介电函数谱、晶格振动 关键词： 2')" href="#">PuO₂ 2O₃')" href="#">α-Pu₂O₃ 光学性质     

Lu2O3：Tb纳米粉末的光致发光特性

用燃烧合成法制备了Lu₂O₃:Tb³⁺纳米粉末。产物为立方相结构,粒径在3~40nm之间可控。对不同颗粒度的样品的激发光谱、发射光谱和荧光衰减特性进行了研究。在紫外光激发下,样品显示出较强的发光(来自于Tb³⁺的⁵D_3,4→⁷F_J跃迁)。同时,样品的光致发光性质在很大程度上受到样品颗粒度的影响,对此现象给出了合理的解释。     

Er3+掺杂SiO2复合的Al2O3粉末结构及光致发光特性

采用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺制备0.1 mol% Er³⁺掺杂Al₂O₃体系和SiO₂-Al₂O₃复合体系粉末. 实验结果表明：5 mol%的SiO₂复合加入Al₂O₃抑制γ→θ和θ→α相转变. 掺0.1 mol%Er³⁺:Al₂O₃体系粉末，900℃烧结，在1.47—1.63μm波段内光致发光(PL)谱为中心波长1.53 μm、半高宽56 nm的单一宽峰，1000—1200℃烧结，劈裂为多峰PL谱. 掺0.1 mol%Er³⁺:SiO₂-Al₂O₃复合体系粉末，在高达1200℃烧结，仍保持中心波长1.53 μm的单一宽峰PL谱，由于—OH更完全的脱除，PL强度较900℃烧结Al₂O₃体系，SiO₂-Al₂O₃复合体系均提高1个数量级. 关键词： 2-Al₂O₃复合体系')" href="#">SiO₂-Al₂O₃复合体系 掺铒 溶胶-凝胶工艺 光致发光     

980 nm激发下Er3+/Yb3+共掺杂ZrO2-Al2O3粉末的上转换发光特性

通过固相反应法制备了Er³⁺/Yb³⁺共掺杂ZrO₂-Al₂O₃粉末的样品，并对样品在980nm激光激发下的上转换发光特性进行了研究.从发射光谱可以发现，在可见光范围内有3个强的发光带，一个位于654nm附近的红光带和两个分别位于545nm、525nm附近的绿光带，分别对应于Er³⁺离子的以下辐射跃迁：⁴F_9/2→⁴I_15/2、⁴S_3/2→⁴I_15/2、 ²H_11/2→⁴I_15/2.其中又以Er³⁺离子的⁴F_9/2→⁴I_15/2跃迁产生的红色荧光辐射最强.对其上转换发光机制进行了分析，发现这三个发光过程都是双光子过程.对样品粉末进行了XRD检测，发现ZrO₂主要以立方相为主，并且计算得到了这种立方结构的晶格常数.Al₂O₃固溶于ZrO₂中，Al³⁺嵌入ZrO₂后产生氧空位，导致ZrO₂晶体的对称性降低，这种结构变化更有利于提高上转换效率，即上转换发光强度增强. 关键词： 3+/Yb³⁺')" href="#">Er³⁺/Yb³⁺ 上转换 2-Al₂O₃')" href="#">ZrO₂-Al₂O₃ 荧光 稀土     

大面积α-Fe2O3纳米线及纳米带阵列的制备研究

以铁箔为原材料和基片,通过控制热氧化过程中的宏观实验条件(载气流量及其组分、压强、温度分布和反应时间等),实现了α-Fe₂O₃一维纳米结构的可控生长,获得了大面积(10mm×10mm)、单分散性好、沿［110］方向生长的α-Fe₂O₃纳米带或纳米线阵列. 对不同宏观实验条件下所制备的样品进行形貌和晶格结构表征和分析,认为热氧化过程中α-Fe₂O₃一维纳米结构的生长遵循类似气- 关键词： 2O₃')" href="#">α-Fe₂O₃ 一维纳米结构 热氧化法     

温度对ZnO/Al2O3(0001)界面的吸附、扩散及生长初期模式的影响

构建了一个ZnO沉积在α-Al₂O₃(0001)表面生长初期的模型，采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法进行了动力学模拟.发现在400，600和800℃的条件下界面原子有不同的扩散能力，因此温度对ZnO/α-Al₂O₃(0001)表面界面结构以及ZnO薄膜生长初期模式有决定性的影响.在整个ZnO吸附生长过程中，O原子的扩散系数大于Zn原子的扩散系数，O原子的层间扩散对薄膜的均匀生长起着重要作用.进一步从理论计算上证实了ZnO在蓝宝石(0001)上两种生长模式的存在，400℃左右生长模式主要是Zn螺旋扭曲生长，具有Zn六角平面对称特征，且有利于Zn原子位于最外表面.600℃左右呈现为比较规则的层状生长，且有利于O原子位于最外表面.模拟观察到在ZnO薄膜临近Al₂O₃基片表面处，Zn的空位缺陷明显多于O的空位缺陷. 关键词： 扩散 薄膜生长 2O₃(0001)')" href="#">α-Al₂O₃(0001) ZnO     

H掺杂α-Fe2O3的第一性原理研究

α-Fe₂O₃是一种重要的磁性半导体材料, 在电子器件中应用广泛, 具有重要的研究意义. 本文基于密度泛函理论, 采用GGA+U方法, 应用第一性原理对间隙H掺杂前后的六方相α-Fe₂O₃的晶格常数、态密度、Bader 电荷分布进行了计算分析. 研究了U值对结果的影响, 发现U=6 eV时, 体相α-Fe₂O₃的晶胞平衡体积、Fe原子磁矩、带隙值与实验值最符合. 在选取合适U值后, 第一性原理计算结果表明, H掺杂后, 间隙H部分被氧化, 其最近邻的Fe 和O部分被还原, H和O有一定程度的成键. 在费米面附近, 出现了新的杂化能级, 杂化能级扩展了价带顶的宽度, 同时导带底下移, 引起带隙减小, 表明H掺杂是一种有效的能带结构调控方法.