SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料的喷雾热解制备及其表征

采用喷雾热解两段法制备了SrAl₂O₄∶Eu²⁺ ,Dy³⁺长余辉发光材料,并利用XRD、SEM、荧光长余辉亮度测试等方法分析了不同制备工艺条件下SrAl₂O₄∶Eu²⁺ ,Dy³⁺发光材料的结构、形貌以及发光性能的变化。结果表明:采用喷雾热解两段法可制备出球形SrAl₂O₄∶Eu²⁺ ,Dy³⁺长余辉发光材料,SrAl₂O₄∶Eu²⁺ ,Dy³⁺的晶体结构与α-SrAl₂O₄磷石英晶体结构相同。热解温度、还原温度、添加剂对产物的形貌、粒度分布、发光性能有较大影响。较之高温固相法,喷雾热解法制备的SrAl₂O₄∶Eu²⁺ ,Dy³⁺具有发光性能好、形貌好、粒度分布窄等优点。     

Eu,Dy共掺杂SrAl2O4长余辉材料制备新工艺

活化Al-Sr合金粉末水解制备SrAl₂O₄长余辉材料的前驱体,并采用高温固相反应法制备出Eu,Dy共掺杂的SrAl₂O₄长余辉材料,对其微观结构和发光特性进行了研究。实验结果表明:前驱体中Al、Sr元素在微观状态下分布均匀,所制成的长余辉发光材料的发射主峰位于520nm附近,为典型的Eu²⁺离子4f5d-4f的特征发射,初始亮度达到18cd/m²,余辉时间长达46h。     

激发波长和Eu2+的掺杂量对Sr4Al14O25 ∶ Eu2+ , Dy3+发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法在低温、还原气氛下制备了长余辉发光材料Sr₄Al₁₄O₂₅ ∶ Eu²⁺,Dy³⁺。用X射线粉末晶衍射对其进行了物相鉴定,表明在1 200 ℃已经得到纯相的Sr₄Al₁₄O₂₅ 产物。研究了铕和锶的比值、激发光波长对所制备的Sr₄Al₁₄O₂₅ ∶ Eu²⁺, Dy³⁺发光性能的影响并对其影响机理进行了探讨。样品的发光性能测试结果表明:采用溶胶-凝胶法制备长余辉发光材料Sr₄Al₁₄O₂₅ ∶ Eu²⁺, Dy³⁺,其灼烧温度比高温固相法灼烧温度低;激发光谱向长波方向延伸时,在488 nm处发射峰增强,在410 nm处发射峰减弱;在一定范围内发光强度随着Eu²⁺量的增加而增强,Eu²⁺的最佳掺杂量为0.007, Eu²⁺的掺杂量超过0.007时会发生浓度猝灭。     

应力发光材料Sr2SiO4∶Eu,Dy的光谱性质研究

采用高温固相法制备一系列Sr₂SiO₄∶Eu_0.01, Dy_x(x=0.000 1, 0.002 5, 0.005, 0.01)应力发光材料,研究了不同掺杂浓度下,Sr₂SiO₄∶Eu, Dy的光致发光和应力发光性质。研究结果表明在掺杂Dy3+浓度较低时,样品同时存在α和β两种相,当掺杂Dy3+浓度增加时,则出现β到α的相转变。由于Eu2+占据Sr2+格位的不同,样品在蓝光区486 nm(Sr1)和绿光区530 nm(Sr2)有两个峰存在。而应力发光光谱与余辉光谱类似,均只呈现出530 nm的发光,这说明二者的发光来源于占据Sr2格位的Eu2+,都是通过改变陷阱的浓度实现发光性能的变化,但Sr₂SiO₄∶Eu, Dy的应力发光强度的变化还与其结构改变有关。同时,Sr₂SiO₄∶Eu, Dy应力发光强度与所施加的力之间呈良好的线性关系,并且可用眼睛观察到明显的黄色应力发光,这为应力发光传感器准确检测物体所受应力提供依据。结合余辉、热释以及应力发光性质,推测Sr₂SiO₄∶Eu, Dy的应力发光机制应是压电产生的电致发光。     

Y2O2S∶Eu,Mg, Ti,Gd 红色长余辉发光材料的热稳定性

采用高温固相法制备了Y₂O₂S ∶ Eu,Mg,Ti,Gd红色长余辉材料,研究了热处理工艺对材料稳定性的影响。用X射线衍射表征该材料的相组成,用激发光谱、发射光谱、余辉亮度对材料的发光性能进行表征。结果表明:热处理温度在600 ℃以下时,材料的发光性能不变;当热处理温度达到800 ℃时,发光性能缓慢下降;当热处理温度达到1 000 ℃时,主晶相Y₂O₂S变成Y₂O₂SO₄和Y₂O₃,发光性能急剧下降。与铝酸盐及硫化物发光材料相比,Y₂O₂S ∶ Eu,Mg,Ti,Gd红色长余辉材料具有较好的热稳定性。     

Sr1-xBaxAl2O4：Eu2+ , Dy3+磷光体的 制备及其发光特性

采用高温固相法在1 350 ℃弱还原气氛下制备了Sr_1-xBa_xAl₂O₄ : Eu²⁺ ,Dy³⁺ (x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)长余辉材料,并对其微观结构和发光特性进行了分析。X射线衍射结果表明,当钡的掺杂摩尔分数x＜0.4时,样品晶体结构为SrAl₂O₄单斜晶系结构;当x≥0.4时,样品晶体结构为BaAl₂O₄六角晶系结构;而且随着钡对锶的取代,两种晶体结构的晶格常数都发生了一定程度的膨胀。光致发光测试结果表明,当x从0增大到1.0时,样品发射波长峰值也相应由515 nm逐渐蓝移到494 nm。通过热释光谱测试表明, SrAl₂O₄结构的样品的热释光峰所对应的温度比BaAl₂O₄ 结构的要高,且对应SrAl₂O₄结构的样品的余辉时间更长,初始亮度更高。     

紫外应力发光材料SrMgSi2O6：Ce的制备与光谱性质研究

采用固相烧结法制备了3种紫外应力发光材料SrMgSi₂O₆：Ce_0.005、SrMgSi₂O₆：Ce_0.005,Er_0.015和Sr₂MgSi₂O₇：Ce_0.005,Er_0.015。XRD测试结果表明：SrMgSi₂O₆与Sr₂MgSi₂O₇具有相同的结构,掺杂离子的加入没有改变相结构。3种样品的荧光发射光谱很类似,均在330~400 nm紫外波段有较宽的发射谱带。应力发光曲线的测试结果表明,样品的应力发光强度与物体受力变化呈良好的对应关系,证明所制备的样品可以用来检测物体的受力情况。同时,研究了共掺杂离子以及改变基质结构对应力发光强度的影响,结果表明发光体中陷阱数目的增加以及基质对称性的降低有利于应力发光的产生。由于所开发的样品波长在紫外区,因而可以作为光源来激发其他颜色的光致发光材料从而实现多颜色应力发光材料的开发。     

长余辉发光材料CaAl2O4∶Eu2+,Gd3+ 的制备和发光性能研究

采用高温固相法制备了CaAl₂O₄∶Eu²⁺,Gd³⁺ 长余辉发光材料。利用X射线衍射(XRD)和荧光光谱测试等手段对所制备的样品进行结构表征和发光性能的分析,探究Eu²⁺摩尔分数为3.5%,硼酸质量分数为0.5%,Gd³⁺摩尔分数分别为2%,3%,4%,5%时样品的发光性能。研究结果表明:实验成功地合成了CaAl₂O₄∶Eu²⁺,Gd³⁺粉晶,并且Eu²⁺和Gd³⁺的引入并未引起CaAl₂O₄晶体结构的改变。样品的激发光谱和发射光谱均为宽带谱,且发射光谱的最大峰值位于444 nm左右,属于Eu²⁺的4f⁶5d→4f⁷跃迁,所发光为蓝光。蓝色荧光粉CaAl₂O₄∶3.5%Eu²⁺,3%Gd³⁺的发光强度最好。     

掺Gd3+的LiYF4∶Yb3+/Ho3+微米晶体制备以及在防伪中的应用研究

研究一种具有良好上转换发光性能的稀土掺杂发光材料,对于防伪技术领域具有非常重要的意义。为了改善LiYF₄∶Yb3+/Ho3+微米晶体的上转换发光性能,采用水热合成法成功制备了一系列Gd3+掺杂的LiYF₄∶Yb3+/Ho3+微米晶体,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的相纯度和晶体形貌尺寸进行表征;在980 nm激光激发下,通过荧光光谱测试对LiGd_xY_1-xF₄∶Yb3+/Ho3+微米晶体的上转换发光性能进行分析。首先,研究了LiGd_xY_1-xF₄∶Yb3+/Ho3+微米晶体的晶体结构、尺寸、形貌和上转换发光性能的影响。结果显示,LiGd_xY_1-xF₄∶Yb3+/Ho3+微米晶体样品的XRD衍射峰与四方相的LiYF₄标准卡（PDF#17-0874）特征峰的位置完全对应且没有其他杂峰,SEM实验结果显示晶体形貌为八面体形状,表明成功合成了纯四方相的LiGd_xY_1-xF₄∶Yb3+/Ho3+微米晶体;荧光光谱测试结果显示,样品的上转换发光强度随着Gd3+掺杂比例的升高呈现出先增强后减弱的趋势,并且在Gd3+掺杂浓度为30 mol%时达到最强。其次,进一步研究了Gd3+掺杂浓度30 mol%样品的上转换发光性能与激发功率之间的关系,激发功率为0.5~1.5 W。LiGd_0.3Y_0.49F₄∶Yb3+/Ho3+微米晶体的红色和绿色上转换发光强度之比(R/G)随着激发功率的增加只发生大约12%的变化,样品的上转换发光并没有因为激发功率的增加而发生明显的变色,仍然可以发出稳定明亮的绿色光。这一现象表明,Gd3+的掺入很好地改善了样品的上转换发光性能,这种稳定高效的发光性能保证了其良好的防伪性能。最后,将Gd3+掺杂浓度为30 mol%的LiYF₄∶Yb3+/Ho3+微米晶体粉末与丝网金属油墨按照一定比例混合制成丝网防伪油墨,通过丝网印刷技术在玻璃基底上印制了“西安”字样的防伪标识图案,经过干燥处理后在980 nm激光的激发下,发出明亮且稳定的绿色可见光,制成的防伪标识图案具有发光强度高、易于识别、不易脱落的特点,可被广泛应用于防伪领域。     

溶胶-凝胶法合成蓝色荧光粉SrAl2Si2O8：Eu2+

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法以相应的硝酸盐和正硅酸乙酯(TEOS)为反应物在85℃水浴制得胶体,并将干燥后的胶体前驱物在较低温度(921℃)下还原制得蓝色发光材料SrAl₂Si₂O₈:Eu²⁺。分别以热重(TG)-差示扫描量热(DSC)、X射线粉末衍射(XRD)、光致发光(PL)对合成产物进行了表征。并深入研究了溶胶-凝胶法制备过程中的影响因素,如pH值、乙醇含量、柠檬酸含量等,确定了合成SrAl₂Si₂O₈:Eu²⁺的最佳条件。XRD分析表明,当金属离子与柠檬酸的量的比为1:1,无水乙醇的量至少保证TEOS完全溶解于其中,溶液pH值为1.0~2.0时,可得到纯的SrAl₂Si₂O₈六方物相。发光分析表明,产物在监测463nm波长下的激发峰为327nm,在394nm激发下的发射光谱峰为468nm。     

Er_2O_3薄膜型热辐射体的制备与性能研究

调制辐射体的可见和近红外区域的辐射光谱与光伏电池吸收光谱的匹配是开发高性能热光伏电池技术的关键.采用电子束蒸发在单晶硅衬底上制备金属Er薄膜并进行后氧化处理制备Er_2O_3薄膜型辐射体.X射线衍射结果表明薄膜结晶良好,且Si基底对Er_2O_3薄膜的晶体结构没有显著影响.X射线光电子能谱拟合结果表明薄膜中Er元素和O元素符合Er_2O_3的化学计量比.高温近红外光谱测试结果表明,样品在1550 nm左右出现了明显的Er~(3+)离子的特征辐射峰,这与GaSb光电池的吸收光谱相匹配.     

Modification on luminescent properties of SrAl2O4:Eu, Dy phosphor by Yb ions doping

The modification effect of the doping of Yb³⁺ ions, as an auxiliary activator, onto the luminescent properties of SrAl₂O₄:Eu²⁺, Dy³⁺ phosphor was studied for the first time. The phosphorescent nanoparticles were prepared by the combustion method. The experimental results indicate that the appropriate doping of Yb³⁺ ions largely improves phosphorescence of the phosphors with more intense luminescence, higher brightness, and no change in emission spectrum peaked at 513 nm. Meanwhile the decay speed of the phosphor nanoparticles rises increasingly with the doping ratio of Yb³⁺ ions, whereas an excessive Yb³⁺ ions doping leads to the disappearance of the pure monoclinic phase of SrAl₂O₄ and the appearance of the weak diffraction lines of the YbAlO₃ phase. The phosphorescent mechanism of the phosphors could be well understood based on the hole, thermally released from the trap levels of Dy³⁺ and Yb³⁺.     

Ce3+掺杂SiO2-Al2O3-Gd2O3玻璃的闪烁性能

通常, Ce离子掺杂的低密度玻璃有较高的发光效率, 而高密度的Ce离子掺杂玻璃其发光效率很低. 为了解释这一现象, 采用高温熔融法获得了SiO₂-Al₂O₃-Gd₂O₃三元系统的玻璃形成区, 并在还原气氛下制备了Ce³⁺掺杂SiO₂-Al₂O₃-Gd₂O₃以及SiO₂-Al₂O₃-Gd₂O₃-Ln₂O₃ (Ln=Y, La, Lu)闪烁玻璃, 研究了其光谱和闪烁性能. 测试结果显示: 随着Gd₂O₃含量增加, 玻璃紫外截止波长发生红移, 荧光强度降低, 衰减时间缩短; 加入Lu₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃后, 紫外截止波长发生红移, 荧光强度降低, 衰减时间变短; 当Gd₂O₃超过10% mol时, X射线荧光积分光产额从相当于锗酸铋 晶体的61%降低到13%. 荧光强度降低、衰减时间缩短的原因是随着玻璃的紫外截止波长红移玻璃的能带宽度变窄, 使得Ce³⁺离子的d电子轨道开始接近玻璃的导带, Ce³⁺离子受辐射后跃迁到d电子轨道的电子会通过导带与玻璃中的空穴复合, 产生电荷迁移猝灭效应.     

镧掺杂BaSnO3薄膜的电学和光学特性

利用射频磁控溅射法在(LaAlO₃)_0.3(SrAl_0.5Ta_0.5O₃)_0.7 (001)单晶基底上生长了镧掺杂BaSnO₃外延薄膜. 通过Hall效应和热电势测量证实了镧掺杂BaSnO₃薄膜具有n型简并半导体特征, 并且基于载流子浓度和Seebeck系数计算出电子的有效质量为0.31m₀ (m₀为自由电子质量). 镧掺杂BaSnO₃薄膜在可见波段具有良好的透明性(透过率大于73%). 基于介电模型对薄膜的透过率曲线进行拟合, 从拟合结果中不仅得到了薄膜的厚度为781.2 nm, 能带宽度为3.43 eV、 带尾宽度为0.27 eV和复光学介电常数随波长的变化规律, 而且也强力地支持了基于电学参数计算电子有效质量的正确性.     

Microstructure and transport properties of YBa2Cu3O7−δ films produced by laser ablation from a BaF2/Y2O3/CuO target

The effects of varying the temperature and duration of the post-deposition anneal in watersaturated oxygen were investigated for YBa₂Cu₃O_7−δ films of varying thickness. The films were produced by laser ablation from pressed powder targets consisting of BaF₂,Y₂O₃, and CuO mixtures. This technique produces superconducting films with a highly textured surface. The films were fabricated on SrTiO₃ substrates and were analyzed with X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and temperature dependent resistivity. Critical current density (J_c) measurements were performed in magnetic fields up to 1 T. For film thickness on the order of 900 nm, completely c-axis oriented films were obtained with a 60 min anneal at 850°C. Thinner films required less annealing, either shorter times or lower temperatures, to achieve similar results, indicating that the optimal annealing conditions are dependent on film thickness.     

Manganite-layer thickness-dependent photovoltaic effect of La0.9Sr0.1MnO3/SrNb0.01Ti0.99O3 p–n heterojunction

The perovskite p–n heterojunctions were fabricated by depositing La_0.9Sr_0.1MnO₃ (LSMO) layers with thicknesses ranging from 20 to 400 Å on SrNb_0.01Ti_0.99O₃ (SNTO) single-crystal substrates by laser molecular beam epitaxy (laser-MBE). The open-circuit photovoltage of the LSMO/SNTO heterojunction at room temperature increases with the increase of the thickness of LSMO layer. This result is ascribed to the increase of the carrier amount and the enhancement of the built-in electric field in the space-charge region of the LSMO/SNTO heterojunction with the increase of the thickness of LSMO layer. Furthermore, we found that the speed of photovoltaic response is almost independent of the thickness of LSMO layer in the heterojunction.     

基于旋涂法和电子束蒸发法制备的V2O5/Ag/V2O5叠层透明导电薄膜

利用溶胶-凝胶技术与电子束蒸镀相结合的方法在常温下制备了叠层V₂O₅/Ag/V₂O₅（VAV）透明导电薄膜,研究了各层薄膜厚度对叠层结构光电特性的影响。用原子力显微镜、紫外-可见光分光光度计、四探针电阻仪及开尔文探针对样品的表面形貌、光电性能及功函数等性质进行了表征。实验结果表明,该薄膜具有良好的光学和电学性质,可见光（380~780 nm）平均透过率达75%,迁移率为16.89 cm²/（V·s）,载流子浓度为－1.043×10²² cm^-3,方块电阻值为15.1 Ω/□,功函数为5.17 eV。该制备方法降低了V₂O₅薄膜的工艺制备难度,为该材料在太阳能电池中的应用创造了良好的前期基础。