白光LED用铽铕共掺镓酸锌微晶玻璃的制备、结构与发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Tb3+/Eu3+共掺ZnGa2O4微晶玻璃,研究了热处理温度对材料显微结构的影响以及不同稀土离子掺杂材料的发光性能.结果表明干凝胶样品在800～900℃温度热处理后可得到透明的含尖晶石结构ZnGaO4微晶玻璃,在1000℃热处理时由于SiO2非晶基体晶化析出三方Zn2SiO4与六方SiO2晶相导致样品失透.在微晶玻璃中具有ZnGa2O4纳米晶到Tb3+与Eu3+的能量传递.在900℃热处理Tb3+/Eu3+∶ZnGa2O4微晶玻璃样品中,Tb3+与Eu3+分别发射绿光和红光,并与ZnGa2O4纳米晶发射的蓝光组合成近白光发射.     

掺杂VO2薄膜的相变机理和光电特性研究

本文采用V2O5粉和MoO3粉为原料,通过无机溶胶-凝胶法制备掺Mo6+的VO2薄膜.实验采用XRD和XPS等研究手段,对掺杂薄膜的物相组成、价态、相变温度、电阻突变量级和相变前后的光透过率进行了测试.结果发现:所制备的掺杂薄膜其主要成份是VO2,掺入的MoO3结构未发生改变,掺杂薄膜随MoO3含量的增加其相变温度明显下降,但其电阻突变量级和光透过率的突变量亦随之降低,其中,电阻突变量级的下降趋势更显著,不过只要MoO3掺杂量不高于5;时,掺杂薄膜的电阻突变仍可保持2个量级以上,而且红外光透过率的突变量仍保持较高.分析认为,薄膜中掺入的MoO3与VO2可以互溶,从而可作为施主组元降低VO2能带结构中的禁带宽度,改变其光电特性.     

Eu3+掺杂的片状LiAl5O8的合成及发光性能

采用溶胶凝胶法制备了LiAl5O8:Eu3+红色发光材料.用XRD、SEM、FL分析表征了样品的结构、形貌及发光性能.研究了助熔剂H3BO3对其发光性能的影响.结果表明:样品为具有立方晶系结构的LiAl5O8晶型,呈片状结构;在波长247 nm的紫外光激发下,样品发红光,发射主峰为613 nm,对应于Eu3+的5D0→7F2跃迁.其发光强度随着H3BO3加入量的增加先增强,后减弱,当加入H3BO3量为1.0 mol;时,发光强度最大.     

热处理对Al掺杂ZnO薄膜晶体结构及光电性能的影响

采用溶胶凝-胶法在普通玻璃衬底上制备了具有c轴择优取向的Al掺杂ZnO透明导电薄膜.实验中将热处理过程分解为预烧、空气退火和真空退火三个部分,研究了各个步骤对于ZAO薄膜晶体结构和光电性能的影响.结果表明, 500 ℃预烧550 ℃空气退火的薄膜,经过550 ℃,1×10-2 Pa真空退火后,其晶体结构和光电性能达到最佳,电阻率最低达到1.77×10-3 Ω· cm,可见光范围内的平均透过率约为85;.     

Tb掺杂CaMnO3氧化物材料热电输运性能的研究

采用溶胶-凝胶法结合陶瓷烧结工艺制备了Tb掺杂CaMnO3基氧化物热电材料,系统研究了Tb掺杂材料物相组成、微观组织和和电输运性能.结果表明,Tb掺杂试样均为单一物相的CaMnO3晶体材料.随着Tb掺杂量的增加,试样晶粒逐渐细化.所得CaMnO3基材料内部晶粒互连,试样结构较为致密.所有Tb掺杂试样电阻率随温度升高而降低,呈明显的半导体传输特性,其中Tb掺杂量为0.14的试样电阻率最低.Tb掺杂试样Seebeck系数绝对值随掺杂量的增加而降低,这是由于Tb掺杂引入的电子型载流子造成的.所有试样功率因子均随温度升高而逐渐增加,并且所有Tb掺杂试样的功率因子均大于未掺杂试样.其中Tb掺杂量为0.08的块体试样功率因子在测试温度最高点973 K时达到最大值2.0×10-4 W·m-1·K-2,远高于未掺杂试样,通过稀土元素Tb掺杂可以优化CaMnO3基过渡金属氧化物材料的电性能.     

热处理和掺铝量对溶胶-凝胶法制备AZO薄膜光电性能的影响

以(CH3COO)2Zn·2H2O和AlCl3·6H2O为前驱物,以普通玻璃为基底利用溶胶-凝胶旋转涂膜法制备AZO薄膜.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、四探针电阻测试仪等对AZO薄膜的物相组分、表面形貌、透射率和方块电阻进行测量与表征,并研究了热处理温度和掺铝量对AZO薄膜的结构和光电性能的影响.结果表明:AZO薄膜的结构和光电性能与不同的热处理温度和掺铝量有关,实验得到了最佳的工艺条件为热处理温度为500℃,热处理时间为60 min,掺Al溶度为1mol;,镀膜层数为8层.     

近紫外激发的Na2ZnSiO4∶Sm3+橙红色荧光粉的合成及发光性能

采用溶胶-凝胶法制备了适合于近紫外激发的橙红色荧光粉Na2 ZnSiO4∶Sm3+,利用X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱对样品的相结构、形貌及发光性能进行了表征.结果表明:制得的样品属于单斜晶系,粒径约为2 μm.样品的激发光谱在330 ～ 550 nm间呈多峰分布.在404 nm近紫外光激发下,发射光谱由峰值为566 nm,604 nm和650 nm的3个峰构成,发射主峰位于604 nm处,对应Sm3+的4 G5/2→6H7/2跃迁,呈橙红光发射.当Sm3+的掺量为3;时,其发光强度达到最大,随后减小,是由电偶极-电偶极相互作用引起的浓度猝灭.     

Ga掺杂浓度对溶胶-凝胶法制备GZO薄膜光电性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃基片上制备掺镓氧化锌透明导电薄膜,用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见光分光光度计、霍尔效应仪等测试分别表征GZO薄膜的晶体结构、表面形貌、光电性能等,研究Ga掺杂量对GZO薄膜性能的影响.结果表明:所制备的GZO薄膜均为六方纤锌矿结构并有沿c轴择优生长趋势,随着Ga掺杂量的增加,薄膜透过率先增加再减小,当Ga掺杂量为4at;时透过率最高,可见光区平均透过率达97.4;,薄膜电阻率则随掺杂量增加而下降,在Ga掺杂量为5at;时达最小值7.62×10-3 Q·cm.     

白光LED用Ca0.5-xWO4∶Eu0.253+Li0.25+Srx2+红色荧光粉的合成及发光性能研究

采用溶胶-凝胶燃烧法合成了不同Sr2+掺杂浓度的Ca0.5-xWO4∶Eu0.253+Li0.25+Srx2+(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25)红色荧光粉,分别采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光分光光度计对荧光粉的结构、微观形貌和发光特性进行表征.结果表明,在500℃低温下煅烧4h可得到纯白钨矿结构的Ca05WO4∶Eu0.253+Li0.25+荧光粉,且荧光粉的颗粒随着煅烧温度的升高而增大,800℃合成的晶粒尺寸比较均匀,平均粒径在1～2 μm左右.Ca0.5-xWO4∶Eu0.253+Li0.25+Srx2+系列荧光粉均可以被393 nm和464 nm有效激发,其发射主峰值位于615 nm,属于Eu3的5D0→7F2跃迁.同时还系统研究了Sr2+的不同掺杂浓度对荧光粉发光性能的影响.Ca05-xWO4∶Eu0.253+Li0.25+Srx2+荧光粉中Sr2+的最佳掺杂浓度为x取0.15.     

稀土掺杂氧化锌纳米粉的制备及其性能研究

本文以Zn(NO3)2和(NH4)2CO3为原料,采用共沉淀法分别制备了La3+和Y3+掺杂的氧化锌纳米粉体,借助于XRD、TEM、荧光光谱仪等测试手段分别对粉体的相组成、形貌及其光致发光性能进行了表征.结果表明:镧掺杂可以促使纳米氧化锌取向连接,而钇掺杂则控制和修饰其沿极性方向的聚集.当钇掺入量由0.2;增至2;原子分数时,引起氧化锌晶体发光强度的改变,且导致粒径减小至10 nm左右,而粒径减小引起的量子尺寸效应使发光峰蓝移.在掺杂量均为1;原子分数的条件下,镧掺杂可以增强纳米氧化锌的黄光发光强度并使其峰位蓝移,钇掺杂则能削弱黄色发光.     

掺磷nc-Si:H薄膜的微结构与光电特性

采用常规射频等离子体增强化学气相沉积方法,以高氢稀释的SiH4为源气体和以PH3为掺杂剂,制备了磷掺杂的氢化纳米晶硅薄膜.结果表明,薄膜的生长速率随PH3/SiH4流量比(Cp)增加而显著减小.Raman谱的研究证实,随CP增加,薄膜的晶化率经历了先增大后减小的过程,当C,=1.0;,晶化率达到最大值45.9;.傅里叶变换红外吸收谱测量结果显示,薄膜中的H含量在CP=2.0;时达到最低值9.5;.光学测量结果表明,本征和掺P的氢化纳米晶硅薄膜在可见光谱范围呈现出良好的光吸收特性,在0.8 ～3.0 eV范围内,nc-Si (P):H薄膜的吸收系数显著大于c-Si.和α-Si:H薄膜相比,虽然短波范围的吸收系数较低,但是在hv＜1.7 eV区域,nc-Si(P):H薄膜的吸收系数要高两到三个量级,显示出优良的红光响应.电学测量表明,适当掺P会显著提高氢化纳米晶硅薄膜的暗电导率,当CP=0.5;时,薄膜的暗电导率可达5.4S·cm-1.     

稀上元素(镧、铈)掺杂TiO2复合材料的制备及其光催化性和抑菌性的研究

以钛酸丁酯(C₁₆H₃₆O₄Ti)、蒸馏水、无水乙醇、冰乙酸、氧化镧(La₂O₃)和氧化铈(CeO₂)为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO₂和稀土元素掺杂的TiO₂复合材料.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、ICP-OES等离子体发射光谱元素分析、紫外-可见光谱仪和培养基扩散法对样品进行了表征和性能研究.实验结果表明:本实验成功制备了锐钛矿晶型的TiO₂粉末和镧掺杂的二氧化钛粉末(La/TiO₂),因氧化铈微溶于酸,没有溶解到溶液中,Ce基本没有掺入到二氧化钛中,所制备的粉末主要是锐钛矿型二氧化钛和氧化铈的混合物,对TiO₂的性能基本没有影响.La/TiO₂粉末中La元素的含量为8.24;,在300 min内La/TiO₂光催化罗丹明B溶液的脱色率提高达到91.2;,对金黄色葡萄球菌有良好的抑制作用.     

掺杂TGS晶体的生长及热释电性能研究

选择重稀土离子Dy3 为掺杂阳离子,DL-丙氨酸与L-谷氨酸部分取代甘氨酸分子,生长了不同掺杂配比的TGS晶体。生长和测试实验表明,掺杂TGS晶体较纯TGS晶体易于生长。将掺杂晶体生长溶液的pH值控制在1~4,可改变掺杂晶体的结晶习性。用ICP发射光谱测试了掺杂晶体中稀土元素的含量,用X射线粉末衍射法测定了晶格参数,结果表明:元素已进入晶体,晶格参数稍有变化,但掺杂晶体的对称性仍为C2-2。通过测量掺杂晶体的电滞回线,得到了内偏压场,还测量了各样品的热释电系数、自发极化强度,作了温度曲线,并分析了各掺杂剂对提高热释电性能和锁定极化的作用。结果表明:是有应用前景的热释电材料。     

Ce3+掺杂TiO2薄膜材料的制备改性及电致变色研究

以钛酸四丁酯和冰乙酸为原料,加定量的Ce(NO3)3引入Ce3,采用溶胶-凝胶法和浸渍提拉镀膜法在ITO导电玻璃上制备Ce3+掺杂的TiO2薄膜.通过XRD、TG-DTA、SEM等手段对Ce3+掺杂TiO2粉末进行表征,使用电化学工作站对薄膜的电致变色性能进行测试,通过紫外-可见光分度计对薄膜进行检测.结果表明:掺杂Ce3+的浓度为2;,对薄膜的电致变色性能有较大的提高;掺杂越均匀,对薄膜的电致变色性能的影响越显著.     

PEM控制合成碳掺杂钛氧薄膜的成分结构研究

采用等离子体发射监测(PEM)系统实现闭环控制反应气体流量,使反应溅射稳定在滞回曲线过渡区,并以气相CO2和O2为碳源和氧源制备了碳掺杂钛氧(C∶Ti-O)薄膜.采用原子力显微镜、掠入射X射线衍射和X射线光电子能谱表征薄膜的表面形貌、结构、成分,紫外-可见分光光度计测试薄膜透射率并用Tauc作图法计算薄膜的带隙宽度.结果表明,随着辉光强度设定点(SP)的增大,沉积速率增大,薄膜中Ti-C键含量增多,带隙宽度降低,薄膜的结晶性增强且有利于金红石相的形成.     

不同价态稀土元素Eu掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构及光学性质

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理的平面波超软赝势法对锐钛矿TiO2晶体和Eu3+,Eu2分别掺杂的锐钛矿TiO2晶体的晶格参数、能带结构、态密度、差分电荷密度以及吸收光谱进行了计算.结果表明:不同价态Eu掺杂后锐钛矿TiO2晶胞膨胀,晶格都发生畸变;同时引入了杂质能级,减小了锐钛矿相TiO2的禁带宽度,TiO2的光吸收带边发生明显红移,在紫外区和可见光区的吸收系数增大.     

铌镁酸铅陶瓷的稀土元素及钛酸铅互掺改性研究

本文采用了铌铁矿法,研究了稀土元素及钛酸铅(PT)的掺入对铌镁酸铅(PMN)铁电陶瓷的介电性能及拉曼行为的影响.分别掺入Y2O3 、Sin2O3、La2O3稀土氧化物后,PMN的介电常数峰值(εm)有所下降,而掺人PT后εm有所上升.稀土元素的掺人使相转变温度(Tm)朝远离居里点的低温方向移动,室温下的介电损耗值减小,介电常数频率稳定性得到增强.PT的掺入使Tm朝接近居里点的高温方向移动.拉曼光谱研究表明稀土元素、PT的掺人影响了PMN陶瓷的B位有序度,导致其介电性变化.     

Nb掺杂ZnO透明导电薄膜的结构以及光电性能研究

采用直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了高质量的Nb掺杂ZnO( NZO)透明导电薄膜.为了研究薄膜厚度对薄膜性质的影响,制备了五个厚度分别为239 nm,355 nm,489 nm,575 nm和679 nm的样品.XRD结果表明,ZnO∶ Nb薄膜是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜,并且具有垂直于衬底的c轴择优取向.随着膜厚的增加,薄膜的结晶质量明显提高.当厚度从239 nm增加到489 nm时,平均晶粒尺寸从19.7 nm增加到24.7 nm,薄膜的电阻率持续减小;当厚度进一步增加时,晶粒尺寸略有减小,电阻率有所增加.本实验获得的最低电阻率为4.896×10-4Ω·cm.随膜厚的增加,光学带隙先增大后减小.所有薄膜在可见光区域的平均透过率均超过88.3;.