Er3+/Yb3+共掺NaYF4/LiYF4微米晶体的上转换荧光特性

采用水热法成功制备了Er³⁺/Yb³⁺共掺杂的NaYF₄和LiYF₄微米晶体. 通过X射线衍射仪和环境扫描电子显微镜对样品的晶体结构及形貌进行表征. 实验结果表明: 六方相NaYF₄微米晶体为棒状结构, 而四方相LiYF₄微米晶体则为八面体结构. 在近红外光980 nm激发下, NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺和LiYF₄:Yb³⁺/Er³⁺ 微米晶体均展现出很强上转换荧光发射. 且NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺微米晶体的荧光发射强度大约是LiYF₄:Yb³⁺/Er³⁺微米晶体的2倍, 但红绿比明显较低. 根据荧光光谱, 并借助激光光谱学及发光动力学深入探讨基质变化及表面修饰剂乙二胺四乙二酸(EDTA)对荧光特性的影响. 实验结果发现: 影响荧光强度的主要因素是基质环境的局域对称性, 而导致不同红绿比则是由于样品表面较多的EDTA分子所引起. Er³⁺掺杂的NaYF₄和LiYF₄ 微米晶体呈现出很强的绿光发射可被应用于全色显示, 荧光粉和微光电子器件中.     

Ho3+:LiYF4晶体的中红外发光特性

用坩埚下降法制备了Ho3+离子掺杂的LiYF4单晶。测定了Ho3+:LiYF4晶体的偏振吸收光谱。应用Judd-Ofelt理论分别计算了Ho3+:LiYF4晶体中Ho3+离子的有效强度参数Ω2,4,6、能级跃迁振子强度fexp和fcal、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β、辐射寿命τrad等光谱参数。测定了样品在640 nm光激发下的红外发射光谱,观测到由Ho3+离子的5I6→5I7跃迁所致的2.8～3μm中红外发光,以及在1.2μm(5I6→5I8)和2.0μm(5I7→5I8)处较强的荧光。Ho3+:LiYF4单晶样品的吸收峰线宽较宽,计算得到1.2μm和2.0μm的峰值发射截面分别达到0.20×10-20cm2和0.51×10-20cm2,同时测定了1 191 nm(5I6→5I8)和2 059 nm(5I7→5I8)发射的荧光寿命。研究结果表明:Ho3+:LiYF4晶体在2.0～3μm波段的中红外激光器中有较大的应用前景。     

Na+掺杂对LiYF4：Er3+/Yb3+上转换发光性能的影响

上转换发光材料由于低的发光效率,限制了其在太阳电池中的实际应用。为解决此问题,采用溶剂热法制备了LiYF₄：Er³⁺/Yb³⁺上转换发光颗粒,在LiYF₄基质中引入Na⁺来打破Er³⁺周围晶体场的对称性,增强其发光性能。研究了Na⁺掺杂对LiYF₄：Er³⁺/Yb³⁺的结构、形貌及其发光的影响。结果表明：掺杂的Na⁺可以裁剪Er³⁺周围的晶体场,当Na⁺摩尔分数为15%时,得到了较大的发光增强,绿光和红光发射分别获得4.2倍和2.9倍的增强。Er³⁺周围晶体场对称性的降低和材料中OH基团的减少是其发光增强的主要原因。     

无水NdCl3和无水PrCl3单晶体中Nd3+的吸收光谱及其量子态

在光谱的可见和近红外区域内系统地研究了无水NdCl₃和无水PrCl₃(含0.1％NdCl₃)单晶体中Nd³⁺的吸收光谱。其吸收光谱线群的结构与含2％NdCl₃的无水LaCl₃单晶体中的Nd³⁺的吸收光谱一样,只是所有相应的吸收光谱线群有一个向光谱长波端的整体移位。相应上子能级间的移位(相对于基态)与单晶体原胞长度c₀成正比(见图3)。 关键词：     

LiNbO3和LiTaO3晶体Er3+/Yb3+掺杂水热外延层室温吸收光谱分析

本文引入与浓度和厚度有关的k_NL待定参数, 在J-O理论基础上, 对Er³⁺/Yb³⁺掺杂的LiNbO₃和LiTaO₃单晶衬底上 的多晶水热外延样品进行了基于吸收光谱的拟合计算. LiNbO₃:Ω₂=2.34× 10^-20 cm², Ω₄=0.77× 10^-20 cm², Ω₆=0.31×10^-20 cm², k_NL=4.32× 10^-2 mol·m^-2. LiTaO₃:Ω₂=1.68×10^-20 cm², Ω₄=0.84×10^-20 cm², Ω₆=0.45×10^-20 cm², k_NL=9.17×10^-3 mol· m^-2. 该方法可尝试推广到粉体或胶体等难以直接获得浓度和厚度数据的体系. 经上转换发光测试及光谱参数计分析认为Er³⁺/Yb³⁺离子的掺杂浓度比为1:1的情况下, 样品呈现绿色上转换发光光谱; 可尝试以降低基质声子能量的方法提高⁴I_13/2能级 对²H_11/2和⁴S_3/2能级的量子剪裁效率.     

LiYF_4晶体中Er~(3 )的偏振吸收光谱及其量子态

本文系统地研究了LiYF_4晶体中Er~(3 )在可见光谱及紫外光谱区的吸收光谱及其偏振。主要定出了其较高能级的斯塔克子能阶的波数值以及其不可约表示。发现其线群与LaF_3及CaWO_4中Er~(3 )的吸收光谱线群大致是一一对应的,但三种晶体中能级重心有系统的移位。     

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。     

Er3+：GdVO4中Er3+离子的光谱参数计算和晶场中能级分裂的讨论

对Er³⁺：GdVO₄样品的光谱参数以及Er³⁺在晶场中能级的分裂情况进行了研究. 首先对样品进行了吸收光谱的测量，接着用Judd-Ofelt理论拟合出了Er³⁺在GdVO₄晶体中的强度参量Ω_t，并由此计算了跃迁的振子强度、自发辐射跃迁速率、荧光分支比和积分发射截面. 通过计算结果可以发现有较多能级之间的跃迁都有大于10^-6的振子强度和大于10^-18cm的积分发射截面，并且具有较高的荧光分支比，特别是²H_11/2→⁴I_15/2，⁴S_3/2→⁴I_15/2，⁴F_9/2→⁴I_15/2和⁴I_13/2→⁴I_15/2等几个强发光能级除了具有较大的振子强度和积分发射截面外还有很好的应用前景，因此也更加值得关注. 最后还利用群论讨论了Er³⁺离子在GdVO₄晶场中各能级的分裂情况并对各Stark子能级的J_z混杂情况进行了分析.     

掺Er3+的NaY(WO4)2晶体的光谱特性

测量了Er:NaY(WO4)2晶体的吸收光谱、激发光谱、发射光谱以及上转换发光,并对测量的结果进行了详细分析,得出了Er:NaY(WO4)2晶体的光学特性.解释了离子间的能级跃迁过程 关键词： Er:NaY(WO4)2晶体 Er3+ 吸收光谱 激发光谱 发射光谱 上转换     

不同波长激发下YLiF4：Er3+,Tm3+,Yb3+的发光

水热法合成了YLiF₄:Er³⁺,Tm³⁺,Yb³⁺,其中Er³⁺、Yb³⁺和Tm³⁺的摩尔分数分别为1%、1.5%和2%。当用355nm光激发时,其发光为蓝色,峰值位于450nm,对应于Tm³⁺的¹D₂→³F₄跃迁。用378nm激发时,发光为绿色,主要发光峰位于552nm。980nm光激发时,发光为白色,发光峰分别位于665(651),552(543),484,450nm处,并在648nm处还观察到了一个发光峰,其中最强的发射为红光。YLiF₄:Er³⁺,Tm³⁺,Yb³⁺的蓝光来源于Tm³⁺的激发态¹G₄到基态³H₆的跃迁,绿光来源于Er³⁺的⁴S_3/2和²H_11/2到基态⁴I_15/2的跃迁,红光既来源于Tm³⁺的¹G₄→³F₄的跃迁,也来源于Er³⁺的⁴F_9/2→⁴I_15/2的跃迁。在上转换发光中,还探测到了紫外光359nm的发射。监测665nm得到的激发光谱不同于监测552nm的激发光谱,在665nm的激发光谱中出现了对应Tm³⁺的¹G₄能级的峰。在双对数曲线中,蓝光484nm、绿光552nm和红光665nm的斜率分别为2.25、2.28和2.21,紫外光359nm的斜率为2.85。因此在980nm激发下,蓝光484nm、绿光552nm和红光665nm都是双光子过程,紫外光359nm的发射是三光子过程。     

YAlO3:Nd3+的吸收光谱

从0.33—5.7μm的波长范围内系统地测定了温度为10K、90K和30OK时YAlO₃:Nd³⁺的吸收光谱,定出Nd³⁺在晶体场作用下的斯塔克(Stark)子能级。并在10K到663K的温度范围内,观察了部分光谱线的温度效应,得到一些有意义的结果。 关键词：     

ZnWO4∶Sm3+晶体光谱与上转换发光

采用Czochralski法生长出了ZnWO₄∶Sm³⁺单晶(Sm₂O₃=0.1wt%)，测量了晶体的吸收光谱.利用激光Raman谱仪在He-Ne激光器632.8nm波长激光激发下，观测到448，471，505，533nm的上转换锐线荧光，对其发光机理进行了探讨. 关键词：     

利用偏振喇曼谱研究KBr:Pb2+单晶中的HD色心

本文报道掺铅溴化钾单晶在液氮温度下经大剂量X射线辐照后的偏振喇曼测量结果。利用几年前才发展起来的所谓“表现型”分析方法,确认喇曼谱中频移为186cm^-1的信号具有点群C_1k(010),它起因于H_D色心的A模振动。 关键词：     

LiB3O5单晶的偏振喇曼散射谱

在室温下测量了LiB₃O₅单晶的各种振动类的偏振喇曼散射谱。利用因子群分析和变温测量等方法以及BO₃,BO₄基团振动谱带的结果,对振动模进行了初步指认。根据LO-TO劈裂的实验结果,计算出该晶体的静态介电系数和各极化模的有效电荷。 关键词：     

QUANTUM EFFICIENCY AND MULTIPHONON NONRADIATIVE TRANSITION OF Er3+ IONS IN FLUORIDE GLASS

Optical absorption, emission and excitation spectra, lifetimes of ⁴S_3/2 state and ⁴F_9/2 state from 10K to 500K, and Raman spectra were measured for Er³⁺ ions in fluoride glass. The radiative transition probabilities were calculated on the basis of Judd-Ofelt theory. The nonradiative transition probabilities and the quantum efficiencies were determined by calculating the difference between the measured lifetimes and the calculated radiative transition probabilities. The temperature dependence of nonradiative transition provavility was investigated using the Huang-Rhys theory of multiphonon relaxation , in which two kinds of phonons as well as the parameter s were taken into consideration. A fairly good agreement of the theoretical calculation with the experimental results has been obtained. The value of s is estimated and the effect of s is discussed.     

三角畸变立方晶场中d2离子的吸收光谱

用不可约张量方法,由广义Wigner-Eckart定理得出两个推论及有关结果。对三角畸变立方晶场中的d²离子,提出了从统一模型出发,计入V_c及(V_tr+H_s)产生的所有可能的相互作用,全面处理光谱与D,g_‖,g_⊥问题的有效方法。应用于钒刚玉,通过全面拟合光谱与D,g_‖,g_⊥实验值,得到的结果与实验值满意地符合。对所用的模型、方法等问 关键词：     

钆镓石榴石单晶的喇曼光谱

测量了助熔剂法和提拉法生长的钆镓石榴石单晶的喇曼光谱。识别了该晶体的喇曼活性声子。和文献[6]相比,本文得到了更完全的结果。我们也比较了两种方法生长的晶体的喇曼谱,声子模式彼此一致。发现一些不同的谱线,这被识别为不同稀土掺杂离子的荧光谱线。 关键词：     

SBN晶体中Eu3+激发态的能量传递

通过选择激发SBN晶体中处于不同晶场位的Eu³⁺离子,得到⁵D₀→⁷F₁的时间分辨荧光光谱,确定了不等价晶场位的离子间的能量转移速率。荧光峰随激发波数的变化表明局部晶场的连续畸变。 关键词：     

GROUP-CHAIN SCHEME ANALYSIS OF THE ENERGY LEVELS AND MAGNETIC PROPERTIES OF Nd3+ IN LiYF4 CRYSTAL

Based on the analysis of group-chain scheme, the crystal-field-level fitting of Nd³⁺: LiYF₄ has been carried out, in which the Nd³⁺ inos occupy positions with site symmetry S₄. The RMS deviation of energy-level fitting is 12.8cm^-1. Using the obtained wave functions, g-factors of the fround state are calculated,which are g_∥=2.067 and g_⊥=2.631, in good agreement with the experimental values(g_∥=1.978 and g_⊥=2.554). The method proposed turns out to be effective in the study of spectral properties of localized centres in laser crystals.