Nd:Y3Al5O12单晶及纳米粉体的Raman光谱分析

测量了YAG(Y3Al5O12)/Nd:YAG单晶、Nd:YAG前驱物及其在不同温度下煅烧获得粉体的拉曼光谱,对谱峰的振动模式进行了指认,对结果进行了分析.Nd:YAG前驱物在煅烧时,有一个由非晶态向晶态的转化过程;700℃下烧结前驱物获得非晶态产物的结构中含有AlO4四面体结构;随着煅烧温度的升高,拉曼光谱的变化主要表现在两个方面:一是谱峰半高宽(FWHM)减小,谱峰强度增大;二是一些拉曼光谱谱峰发生了频移,这是纳米多晶粉体的界面组元的有序度提高所致.另外,800℃下煅烧获得的Nd:YAG纳米粉体的品格振动模式与Nd:YAG晶体的晶格振动模式存在差异,这是纳米多晶粉体的界面组元的贡献所致.     

YAG及其掺杂纳米粉体的结构与光学特性

由于透明多晶钇铝石榴石(YAG)陶瓷在高功率全固态激光器中巨大的应用价值,所以其研究在近几年引起了广泛的关注。YAG陶瓷与其单晶材料相比,可以实现大尺寸激光晶体,高掺杂浓度,并且制备的成本低。我们报道水热方法制备的纯YAG和硅、铷掺杂YAG陶瓷纳米粉体中掺杂与煅烧温度对陶瓷相组分、晶格参数和晶粒尺寸的影响。通过XRD和透射电子显微镜表征了YAG陶瓷及掺杂粉体的结构及其受到掺杂和烧结的作用,利用光吸收和发射谱研究了共掺杂和煅烧温度对YAG陶瓷粉体光学特性的影响。结果表 Si⁴⁺和Nd³⁺的共掺杂提高了Nd³⁺在YAG纳米体中的可溶度,促进了YAG相的生成,单相纳米Si/Nd:YAG粉体在920℃煅烧温度即可获得。它的光学特性与报道的单晶Nd:YAG一致。     

碳酸铵均相共沉淀法制备Nd∶YAG透明激光陶瓷纳米粉体

初步采用碳酸铵作为沉淀剂,采用均相共沉淀法,通过仔细控制沉淀过程的工艺参数,得到了煅烧后可直接生成纯相Nd∶YAG的前驱体。通过热重/差热分析(TG/DTA)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等测试手段对前驱物及煅烧粉体进行表征,研究结果表明:碳酸铵和金属离子的摩尔比为7:1时,体系的pH值基本保持在9,无需外加氨水调节溶液的pH值,简化了试验步骤,同时也减少了污染。XRD分析表明,在900℃煅烧该前驱体,得到Nd∶YAG纯晶相;根据谢乐方程计算和TEM分析,经过900℃煅烧所得纳米粉体颗粒尺寸为30～50nm,具有良好的分散性和烧结活性。     

Nd∶YAG激光透明陶瓷超细粉体的合成及其性能表征

以Al(NO3)3·9H2O和Y2O3为原料,按YAG化学计量比配成相应的硝酸盐混合液,并用一定量的Nd取代Y,加入尿素沉淀剂,利用无机体系均相沉淀法制备了YAG前驱体.对前驱体进行适当处理,并采用高温热解法在1200℃时制备出Nd∶YAG透明陶瓷超细粉体.通过对粉体样品进行XRD,TG-DTA,SEM和红外光谱分析表明,所合成的YAG超细粉为立方晶系石榴石结构,晶格常数a=12.01nm.粉体样品颗粒度小、粒径均匀、流动性好,粒径在150～200nm之间.     

Nd:YAG激光透明陶瓷超细粉体的合成及其性能表征

以Al(NO3)3·9H2O和Y2O3为原料,按YAG化学计量比配成相应的硝酸盐混合液,并用一定量的Nd取代Y,加入尿素沉淀剂,利用无机体系均相沉淀法制备了YAG前驱体。对前驱体进行适当处理,并采用高温热解法在1200℃时制备出Nd∶YAG透明陶瓷超细粉体。通过对粉体样品进行XRD,TG DTA,SEM和红外光谱分析表明,所合成的YAG超细粉为立方晶系石榴石结构,晶格常数a=12.01nm。粉体样品颗粒度小、粒径均匀、流动性好,粒径在150～200nm之间。     

飞秒脉冲激光沉积钕掺杂薄膜特性研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(100)衬底上生长了Nd∶YAG薄膜以及Nd∶Glass薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、光学掺量振荡器(OPO)以及光栅光谱仪等测试装置分析了薄膜的表面和断面结构形貌、组成成分、光学吸收谱以及光致发光谱。结果表明：在室温衬底温度下生长的Nd∶YAG薄膜以及Nd∶Glass薄膜均呈无规则非定型结构,没有明显的取向性微晶生长;PLD生长的Nd∶YAG薄膜中存在0.15 at.%化学计量比的Nd元素;Nd∶YAG块体靶材在750和808 nm有两个明显的吸收峰,而薄膜没有明显的吸收峰;Nd∶YAG薄膜在808 nm波长泵浦光下没有明显的光致发光谱峰,而Nd∶Glass薄膜在877和1 064 nm波长处有明显的光致发光谱峰。说明在室温衬底温度下生长的Nd∶Glass薄膜中Nd元素以Nd3+光学活性离子形式掺杂进玻璃基质中,而Nd∶YAG薄膜中的Nd元素没有以Nd3+光学活性离子形式掺杂进YAG基质中。     

不同助烧剂对Nd∶YAG激光陶瓷前驱粉体烧结活性的影响

采用氨水共沉淀法制备了Nd∶YAG激光陶瓷前驱粉体,并在其中分别加入助烧剂SiO2和CaCO3。利用XRD、SEM及荧光光谱分析了不同助烧剂对Nd∶YAG激光陶瓷前驱粉体烧结活性的影响。XRD测试结果表明,助烧剂SiO2和CaCO3不能促进Nd∶YAG激光陶瓷前驱粉体的结晶。SEM照片观察发现,SiO2的助烧效果较好,能促进Nd∶YAG激光陶瓷前驱粉体的烧结,增加了前驱粉体的烧结活性,并且通过荧光光谱分析发现,助烧剂不改变Nd3+的4F3/2—4I11/2荧光发射。     

掺钕钆镓石榴石激光陶瓷粉体的研究

优质的纳米前驱体是生成良好透明陶瓷的关键。采用Sol-gel法制得颗粒均匀、粒度小、无团聚、分散性好的Nd:GGG激光陶瓷前驱粉体。对透明陶瓷前驱体进行测试XRD分析,与标准JCPDS卡片对比表明样品属于立方晶系,空间群Ia3d,晶格常数为:A=123.7nm。粉体的最佳烧成温度为1000℃,煅烧时间8h。SEM观察发现,样品纯度高、单分散、颗粒均匀且近似球形,符合制备透明陶瓷的粉体要求。     

磁控溅射制备纳米TiO2半导体薄膜的工艺研究与光谱分析

通过射频反应磁控溅射在玻璃基片上制备TiO2薄膜。采用X射线衍射仪和Raman光谱仪研究退火温度对薄膜晶体结构的影响;还探讨了磁控溅射氧分压对薄膜性能的影响。结果表明：磁控溅射制备的薄膜在不同温度下退火。300℃退火时薄膜没有结晶;400℃退火出现锐钛矿结构;500℃退火后薄膜锐钛矿结构更完善,（101）方向开始优先生长,是因为锐钛矿结构更完整。随着退火温度的升高晶粒长大拉曼光谱出现红移,拉曼光谱所反应的锐钛矿信息增强,500℃退火时197cm-1出现了Eg振动模式。和标准的单晶TiO2体材料相比,拉曼峰位置都略有红移是纳米量子尺寸效应造成的。氩氧比分别为9∶1、7∶3和6∶4溅射制备的薄膜通过400℃退火后的XRD衍射谱没有明显的区别,但拉曼光谱显示氩氧比为7∶3时结晶要完善些。     

自受激拉曼晶体Nd3+:SrMoO4的光谱性质研究

通过拉曼散射光谱,吸收光谱,荧光发射寿命和808 nm LD激发下的红外荧光光谱的实验测量,系统研究了Nd3+:SrMoO4晶体的自受激拉曼光谱性质.分析指认了拉曼散射光谱中各拉曼峰所对应的晶格振动模式,得出了其SRS活性最强的声子频率约为898 cm-1,对应于(MoO24-)离子团的完全对称光学伸缩振动Ag模;通过J-O理论对晶体的吸收谱进行了全面的光谱参数计算,得出4F3/2→I11/2跃迁的积分发射截面达O.57×10-18cm2,自发辐射概率为141.06s-1;同时,实验测得该跃迁的荧光发射寿命约为O.2 ms.最后,结合808 nm LD激发下的红外波段荧光光谱,论证了SrMoO4晶体中Nd3+离子1068 nm发射通过拉曼频移获得1180 nm一级斯托克斯激光发射的可能性,为Nd3+:SrMoO4晶体的自受激拉曼激光器研究提供了理论依据.     

煅烧温度对Cu掺杂ZnO纳米粉体的制备及发光性能的影响

在PVA溶液中制备ZnO∶Cu纳米粉体的前驱体,经过煅烧获得ZnO∶Cu纳米粉体,考察煅烧温度对制备过程及发光性能的影响。利用XRD、TEM分析了产物的结构和形貌,XRD分析结果表明,当煅烧温度高于500℃时,可以使PVA完全分解,制备出具有六角纤锌矿结构的ZnO∶Cu粉体。TEM结果表明,粉体呈球形,大小均匀,分散性好,平均粒径为20～25 nm。在342 nm波长光的激发下,在ZnO∶Cu的室温PL光谱中可以观察到两个中心波长位于458 nm和486 nm的较强的蓝光发射峰,经400℃煅烧处理的ZnO∶Cu纳米粉体的蓝光发射最强。煅烧后的ZnO∶Cu只有微弱的绿光发射(510～530 nm),Cu的掺杂使ZnO的绿光发射变为蓝光发射。蓝紫光的发射波长随煅烧温度的升高产生明显的红移,由300℃时的404 nm红移至600℃时的422nm,发射强度随温度升高先增大后减小。     

Y3Al5O12∶Eu3+磷光体的溶胶-凝胶法合成及发光特性

以金属烷氧基化合物为原料,采用溶胶-凝胶法在1 000℃下合成了Eu3+掺杂的Y3Al5O12(YAG)磷光体.利用TG-DSC,XRD和发光光谱等对样品进行了表征.结果表明,YAG∶Eu3+的晶相形成温度为991℃.Eu3+在非晶态和晶态YAG中的发射光谱有明显差异.研究了Eu3+含量和烧结温度对Eu3+的5D0→7F1和5D0→7F2发射峰强度的影响.随煅烧温度的升高和Eu3+浓度的增加,Eu3+发射峰强度增强.     

不同磁场下退火的纳米BiFeO3颗粒的拉曼散射研究

对不同外磁场强度(B = 0T, 5T和10T)下退火的纳米BiFeO3颗粒进行了室温和液氮温度下的拉曼光谱研究。实验发现, 与0T磁场下退火样品的Raman光谱相比, 同一温度下, 纳米BiFeO3颗粒中的Raman振动模式峰的线宽随着磁场的增加而减小, 表明在外磁场的作用下, 纳米BiFeO3颗粒内部的缺陷在减少,晶格完整性得到改善。经外磁场处理的纳米BiFeO3颗粒位于139 cm-1处的A-1模式峰明显向紫端移动, 说明磁有序的程度可以影响到声子-自旋耦合。5T和10T磁场下退火的样品相比, 该峰峰位没有明显改变, 说明影响样品中磁有序排列的磁场存在一个临界值。三块样品的低温拉曼光谱证实了磁场的作用确实影响样品内磁有序的排列。     

纳米GaP粉体对结晶紫的光催化降解及其振动光谱分析

对纳米 Ga P粉体 -结晶紫水溶液光催化降解进行了研究。纳米 Ga P粉体在紫外光照射条件下对结晶紫具有光催化降解作用 ;随平均颗粒度的降低 ,纳米 Ga P粉体的光催化活性增加。红外光谱测试结果表明 :进行光催化过程以后 ,纳米 Ga P表面存在的几种主要振动模式变化较小或不变 ;拉曼光谱测试结果表明 :纳米 Ga P粉体的横向光学声子模与纵向光学声子模 ,以及表面主要振动模式几乎没有发生变化     

CuO纳米粒子的谱学特性研究

以六次甲基四胺为沉淀剂宿主、Cu(NO3)2为铜源在乙醇-水(1∶1,φ)体系中采用均匀沉淀法合成了前驱体Cu2(NO3)(OH)3,然后在不同温度下锻烧获得系列纳米CuO粉体,借助XRD,FTIR,XPS,FT-Raman和UV-Vis等测试手段对其谱学特性进行了系统研究。XRD分析表明,所得粉体为单斜晶系的纳米CuO,随锻烧温度的升高,粉体的粒径增大;XPS图谱表明,随热处理温度的升高CuO粉体的表面氧空位减少,导致表面吸附氧含量降低;FTIR图谱表明,随晶粒粒径的减小,在525cm-1附近处Cu—O键特征吸收峰明显宽化,且发生劈裂,劈裂小峰出现双移现象;FT-Raman谱图表明,随着粒径的减小,样品的拉曼散射峰出现宽化现象,并向低波数方向移动;UV-Vis吸收光谱表明,粉体在300～400nm之间有强的吸收,随着粒径的减小最大吸收发生蓝移。探讨了上述谱学规律的成因,对氧化物纳米粒子的谱学特性研究具有重要的借鉴意义。     

铕掺杂纳米氧化锌晶体结构和荧光光谱的研究

以醋酸锌、氧化铕、氢氧化钠为主要原材料,利用共沉淀法制备ZnO∶Eu3+纳米晶体.在X射线衍射谱中,只观察到氧化锌的峰,没有观察到氧化铕的特征峰.比较了ZnO和ZnO∶Eu3+拉曼光谱,在ZnO∶Eu3+样品拉曼光谱中观察到新的局部振动模.这些现象表明铕离子已经进入氧化锌晶格中.SEM形貌显示Eu3+离子掺入使ZnO晶...     

Yb∶Y_3Al_5O_(12)晶体晶格振动光谱的研究

采用提拉法生长Y3Al5O12(YAG)晶体和Yb3 掺杂原子数分数分别为5%,10%,15%,20%,25%,50%和100%的Yb∶Y3Al5O12(Yb∶YAG)晶体。系统表征和分析了Yb3 掺杂浓度对拉曼光谱的影响。随着Yb3 掺杂浓度的增加,晶体的振动模式没有明显的变化,晶体结构没有改变;在370 cm-1和785 cm-1附近,振动吸收峰的半峰全宽逐渐增大。分析得出,Yb3 掺杂浓度对晶体的晶格、对称性、荧光寿命均有影响,从而可能影响到晶体的光谱和激光性能。     

利用拉曼光谱分析冰Ih相的表面薄层的氢键结构

水是生活中一种最基本且最重要的物质,由于它的一些奇特性质和反常物性,得到了广泛的研究,而拉曼光谱是研究水分子结构的一种非常合适的方法,它通过获得分子的振动和转动信息来理解分子结构和分子间的相互作用。在常压下测量了-20～-190 ℃温度范围内冰Ih相的表面薄层的拉曼光谱,实验结果发现随温度降低,冰Ih相的O∶H范德瓦尔斯键向高波数方向移动,而O-H极性共价键向低波数方向移动;且拉曼频移与温度呈线性关系,通过对不同振动模式的斜率进行比较,判断其键长的伸缩变化关系,从而证明了冰Ih相密度随温度的减小而增大,采用氢键理论(结构)给予了解释。同时,发现在-150 ℃时,O-H键反对称伸缩振动模式和O∶H键振动模式的拉曼峰强发生了突变,这表明冰Ih相发生了相变--冰Ⅺ相(冰Ih的质子有序相)。     

纳米PbTiO_3温致相变的原位高温拉曼光谱研究(英文)

采用钛酸丁脂和醋酸铅和溶胶凝胶法制备了纳米PbTiO3粉体。利用扫描电镜观察了经不同温度烧结后常温下粉体形貌及晶粒尺寸,得到不同尺寸(5 0～1 0 0nm)的纳米粉体。同时观察了升温条件下的温致拉曼光谱,分析了不同温度热处理后粉体的相,高温原位拉曼光谱表明了烧绿石相是升温过程中四方相PbTiO3向立方相结构转变必须经过的过渡相。另外,对高温下挥发的粉体进行研究发现,煅烧PbTiO3粉体可以得到不同尺寸的烧绿石相结构粉体     

Y3Al5O12：Eu^3＋磷光体的溶胶—凝胶法合成及发光特性

以金属烷氧基化合物为原料．采用溶胶-凝胶法在1000℃下合成了Eu^3 掺杂的Y3Al5O12(YAG)磷光体。利用TG-DSC，XRD和发光光谱等对样品进行了表征。结果表明，YAG：Eu^3 的晶相形成温度为991℃。Eu^3 在非晶态和晶态YAG中的发射光谱有明显差异。研究了Eu^3 含量和烧结温度对Eu^3 的^5D0→^7F1和^5D0→^7F2发射峰强度的影响。随煅烧温度的升高和Eu^3 浓度的增加，Eu^3 发射峰强度增强。