纳米晶ZrO_2∶Dy~(3 )的光致发光和能量传递性质

研究了Dy3 离子掺杂的ZrO2纳米粉体的光致发光性质。观测到Dy3 离子的室温强特征发射和浓度猝灭现象以及基质ZrO2与Dy3 离子之间的能量传递过程。发现了煅烧温度对样品的晶相有明显的影响,随着煅烧温度的变化,晶相也随之改变。晶相的改变使样品的荧光发射产生较大的差异,并观测到两个发射中心。通过对荧光强度与激活离子Dy3 离子浓度的关系研究发现,Dy3 离子在纳米ZrO2基质中存在浓度猝灭现象,最佳掺杂浓度取决于ZrO2基质的晶相,不同晶相导致不同的猝灭浓度,当基质晶相表现为四方相时,猝灭浓度为0.5%,而基质晶相为混合相时,猝灭浓度为1%。能量传递也依赖于样品的晶相。当煅烧温度为950℃时能量传递效果最好,并且从微观结构上给出了解释基质与Dy3 离子之间的能量传递的模型。     

纳米晶ZrO_2∶Eu~(3+)的制备及发光性质

利用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2∶Eu3+发光粉体。室温下观测到Eu3+离子的强特征发射,主发射分别在590, 604nm处。观测到Eu3+离子电荷迁移态,并与其他研究系统观测到的Eu3+离子电荷迁移态基本相同。比较了不同掺杂比例和不同煅烧温度对Eu3+离子特征发射的影响。其他条件相同掺杂比例不同时,当n(Eu3+ )∶n(Zr4+ )为6%样品发射相对最强。而当掺杂比例相同改变煅烧温度时, 600℃煅烧的样品发光较强。分析了Eu3+离子对ZrO2 晶相的稳定作用。铕掺杂的纳米晶二氧化锆样品,随着样品煅烧温度的升高,样品的晶相结构只发生了细微变化。而纯纳米晶二氧化锆在煅烧温度升高时晶相发生了明显的变化。说明Eu3+离子起到了稳定ZrO2 基质晶相的作用。研究发现二氧化锆掺铕样品有较高的浓度猝灭,发射较强且色纯度较好。     

纳米晶ZrO2:Eu3+的制备及发光性质

利用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2：Eu^3 发光粉体。室温下观测到Eu^3 离子的强特征发射,主发射分别在590,604nm处。观测到Eu^3 离子电荷迁移态,并与其他研究系统观测到的Eu^3 离子电荷迁移态基本相同。比较了不同掺杂比例和不同煅烧温度对Eu^3 离子特征发射的影响。其他条件相同掺杂比例不同时,当n(Eu^3 )：n(Zr^4 )为6％样品发射相对最强。而当掺杂比例相同改变煅烧温度时,600℃煅烧的样品发光较强。分析了Eu^3 离子对ZrO2晶相的稳定作用。铕掺杂的纳米晶二氧化锆样品,随着样品煅烧温度的升高,样品的晶相结构只发生了细微变化。而纯纳米晶二氧化锆在煅烧温度升高时晶相发生了明显的变化。说明Eu^3 离子起到了稳定ZrO2基质晶相的作用。研究发现二氧化锆掺铕样品有较高的浓度猝灭,发射较强且色纯度较好。     

利用阳离子交换反应制备离子纳米晶

离子纳米晶是纳米晶材料的一个重要方面，它是通过离子性结合形成的大小处于纳米尺度的晶体．不少离子纳米晶材料已开始从实验室进入应用，如氧化锆的陶瓷增韧，氧化钛在环境保护中的应用等．由于离子在固体中的扩散激活能很高，典型的固相反应需要在高温高压才能进行，因此增加了离子纳米晶的制造成本．然而，在尺寸只有几个纳米的晶体中，离子交换反应势垒降低，无需高温高压也能进行，从而提供了一条在常温常压下合成新的离子纳米晶的途径．     

纳米晶ZrO2：Dy3+的光致发光和能量传递性质

研究了Dy³⁺离子掺杂的ZrO₂纳米粉体的光致发光性质。观测到Dy³⁺离子的室温强特征发射和浓度猝灭现象以及基质ZrO₂与Dy³⁺离子之间的能量传递过程。发现了煅烧温度对样品的晶相有明显的影响,随着煅烧温度的变化,晶相也随之改变。晶相的改变使样品的荧光发射产生较大的差异,并观测到两个发射中心。通过对荧光强度与激活离子Dy³⁺离子浓度的关系研究发现,Dy³⁺离子在纳米ZrO₂基质中存在浓度猝灭现象,最佳掺杂浓度取决于ZrO₂基质的晶相,不同晶相导致不同的猝灭浓度,当基质晶相表现为四方相时,猝灭浓度为0.5%,而基质晶相为混合相时,猝灭浓度为1%。能量传递也依赖于样品的晶相。当煅烧温度为950℃时能量传递效果最好,并且从微观结构上给出了解释基质与Dy³⁺离子之间的能量传递的模型。     

纳米晶ZrO2：Eu3＋-Bi3＋的制备及Bi3＋敏化Eu3＋特征发射的研究

采用化学共沉淀法制备了纳米晶ZrO2：Eu3＋-Bi3＋粉体,所制备的纳米晶粉体均能观测到Eu3＋离子的室温特征发射．研究了样品的晶体结构和发光性质．结果表明：经600℃煅烧后得到的纳米晶ZrO2：Eu3＋-Bi3＋粉体的晶相为四方相,经800,950及1100℃煅烧后的样品为四方相和单斜相的混合晶相．Eu3＋离子在四方相中的室温特征发射明显强于在混合相中的发射．Bi3＋离子的掺入对Eu3＋离子的室温特征发射有显著的敏化作用．     

Cu60Zr30Ti10非晶合金弛豫和晶化过程的小角X射线散射研究

应用小角X射线散射技术研究了Cu₆₀Zr₃₀Ti₁₀非晶合金从300到813 K之间微结构的演化情况.发现在淬火状态下Cu₆₀Zr₃₀Ti₁₀非晶合金中存在直径30 nm左右的富Cu区.非晶的结构弛豫包括573 K之前的低温结构弛豫和573 K到玻璃转变温度的高温结构弛豫，弛豫的结果是产生含有有序原子团簇的富Cu区，这些有序原子团簇的富Cu区是随后晶化过程中晶核产生的基础.Porod曲线分析表明，晶化生成的纳米体心立方CuZr相和基体之间有明锐的界面. 关键词： 小角X射线散射 非晶合金 结构弛豫 晶化     

冲击压缩下蓝宝石光学性质的晶向效应

本文基于第一性原理计算方法,研究了a向、c向和r向蓝宝石理想晶体和含氧离子空位点缺陷晶体在0-180 GPa冲击压力范围内的光学性质.波长在1550 nm处理想晶体的折射率数据表明,在蓝宝石Corundum、Rh2O3以及CalrO_3相区,其折射率分别表现出强、弱以及强的晶向效应.波长在0-250 nm范围内理想晶体的能量损失谱结果指明,在Corundum和Rh_2O_3结构相区,其晶向效应不明显;在CalrO_3结构相,主峰附近的波段范围内,蓝宝石的能量损失谱有一定的晶向效应:c和r向的主峰强度基本相同,但a向主峰强度明显高于c和r向主峰强度.缺陷晶体数据表明:氧离子空位点缺陷对蓝宝石折射率和能量损失谱晶向效应的影响较微弱.     

ZA27合金中稀土及铁的晶界偏聚与交互作用

根据分子动力学理论建立了液态ZA27合金的原子集团，结合计算机编程构造出ZA27合金α相与液相共存时的原子构形及α相大角度重位点阵晶界模型.利用递归法计算了铁、稀土元素 固溶 于晶粒内，游离于固液相界面及其在α相晶界处的环境敏感镶嵌能，计算了铁、稀土元素与 Al 的键级积分.由此得出：铁、稀土处于固液相界区比在晶内更稳定，解释了铁、稀土在α相内溶解度很小，结晶时富集于固液相界前沿液体中，从而导致凝固结束后铁、稀土元素偏聚于晶界，并形成成分复杂的稀土化合物的事实. 关键词： 稀土 晶界 递归方法 电子结构     

纳米晶ZrO2：DY^3＋的制备与发光性质研究

利用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2:Dy3 发光粉体,对不同掺杂浓度、不同煅烧温度的系列样品,均观测到Dy3 离子的室温强特征发射.样品的晶相与发射性质的研究表明:所制备的样品经600℃～950 ℃热处理后,晶相经历从四方相到以单斜相为主的变化;由于晶相的变化,发现有两个发光中心,分别位于四方相和单斜相.激发Dy3 的6P7/2能级,当稀土离子处在四方相(格位一)时有利于483 nm和583 nm的发射,当稀土离子处在单斜相(格位二)时有利于490 nm和577 nm的发射.基质ZrO2和Dy3 离子之间有能量传递,950℃时能量传递效果最好.荧光强度与掺Dy3 离子浓度关系表明,Dy3 在纳米晶ZrO2中的最适合掺杂浓度与ZrO2的晶相有关,四方相时,最适合掺杂浓度为0.5%,混合相时为1%.     

LiYF_4:Pr~(3+)能级晶场分裂链的计算

本文首次在稀土离子晶场光谱拟合中引进了唐敖庆等人的张量算符方法,从而获得了激光和上转换材料LiYF_4:Pr~(3+[2])对应于晶场群链(R_3T_dD_(2d)S_4)的能级分裂链,逐级晶场参量值和逐级近似波函数。这就为分析其有关空间电荷分布构形,讨论其光谱强度和其它光学、磁学、热力学性质等提供了逐级近似的依据。     

纳米晶ZrO2∶Dy3+的制备与发光性质研究

利用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2∶Dy3+发光粉体,对不同掺杂浓度、不同煅烧温度的系列样品,均观测到Dy3+离子的室温强特征发射.样品的晶相与发射性质的研究表明:所制备的样品经600℃~950 ℃热处理后,晶相经历从四方相到以单斜相为主的变化;由于晶相的变化,发现有两个发光中心,分别位于四方相和单斜相.激发Dy3+的6P7/2能级,当稀土离子处在四方相(格位一)时有利于483 nm和583 nm的发射,当稀土离子处在单斜相(格位二)时有利于490 nm和577 nm的发射.基质ZrO2和Dy3+离子之间有能量传递,950℃时能量传递效果最好.荧光强度与掺Dy3+离子浓度关系表明,Dy3+在纳米晶ZrO2中的最适合掺杂浓度与ZrO2的晶相有关,四方相时,最适合掺杂浓度为0.5%,混合相时为1%.     

Ni掺杂提高紫光CsPbCl3钙钛矿纳米晶的发光热稳定性

为了提高紫光CsPbCl_3纳米晶的发光热稳定性,研究了不同掺杂浓度的Ni离子对CsPbCl_3纳米晶的结构和发光性质的影响。通过改变Ni/Pb进料量比,在190℃温度下制备出不同浓度Ni掺杂的CsPbCl_3(Ni∶CsPbCl_3)纳米晶。发现随着Ni/Pb进料量比的增加,Ni∶CsPbCl_3纳米晶的405 nm发光量子效率得到了较大的提高,高达54%,但当Ni/Pb进料比超过4∶1之后,Ni∶CsPbCl_3纳米晶的发光量子效率开始下降,这是由于氯化镍的浓度过高,影响了CsPbCl_3纳米晶的成核和生长过程。还观察到,随着Ni/Pb进料比的增加,Ni∶CsPbCl_3纳米晶的平均尺寸逐渐减小,晶格变得更加有序。通过对不同浓度的Ni∶CsPbCl_3纳米晶的变温光谱测量,发现Ni离子明显地减少CsPbCl_3纳米晶的发光热猝灭,有效地改善了其发光热稳定性。实验结果表明,Ni离子掺杂有效地提高了紫光CsPbCl_3纳米晶的发光效率,可能归因于Ni离子掺杂减少了CsPbCl_3纳米晶中的缺陷。     

透辉石翡翠的成核和生长

 详细地研究了在4.0 GPa下，晶化时间为60 min，由非晶态玻璃转化成透辉石翡翠的晶化过程中，温度参数对人工透辉石翡翠的硬度和结晶度的影响。要使合成的透辉石翡翠的硬度达到天然翡翠的硬度，并且非晶态玻璃相全部结晶成透辉石翡翠，晶化温度不能低于1 400 ℃。此外，利用SEM研究了透辉石翡翠的晶体生长情况和晶粒编织情况，并就其成核与生长进行了讨论。本实验发现高温有利于透辉石翡翠形成均质结构，晶粒纤维更有序、粗壮、编织紧密。     

纳米晶Gd2O3：Eu^3＋的制备及发光性能

采用低温燃烧合成法制备了Gd2O3：Eu^3＋纳米晶。用X射线衍射仪（XRD）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和荧光光谱仪分别对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。结果表明，改变甘氨酸与稀土离子的比例（G／M）、退火温度可以制备出不同结构和晶粒尺寸的Gd2O3：Eu^3＋纳米晶。在退火温度为800℃，G／M等于0．83和1．0时，均得到了纯立方相的Gd2O3：Eu^3＋纳米晶，随着G／M的增加，Gd2O3：Eu^3＋从立方相逐渐向单斜相转变。粉末的晶粒尺寸随着退火温度的增高而增大，晶粒尺寸在10-30nm之间。立方相的Gd2O3：Eu^3＋纳米晶主发射峰位置在612nm（^5D^0→^7F2跃迁），激发光谱中电荷迁移态发生了红移。     

外磁场中三维混合自旋Ising系统的磁学性质

用Monte Carlo方法研究了外磁场中自旋-1与自旋-3/2混合三维Ising系统的磁性质.结果表明,系统磁矩随晶场的增强阶梯式减小,由于能量简并的解除,外磁场存在时磁矩随晶场变化的台阶数目增多.当单离子晶场DA与DB在同一台阶区域取值时,系统磁矩随外磁场的增强平缓地趋于饱和值,而当二者在不同台阶区域取值时,系统磁矩随外磁场的变化则表现出了较明显的台阶结构.单离子晶场DA与DB对于系统无序相的影响是不同的.     

NaCl、KCl和NaF晶体高压结构相变点的计算

 通过晶格动力学方法，计算了NaCl、KCl和NaF晶体的NaCl（BⅠ相）结构和CsCl（BⅡ相）结构的Gibbs函数，以及晶体的BⅠ相- BⅡ相变点。计算结果表明，次近邻离子对间存在较强的短程吸引作用，对上述晶体的高压结构相变起关键作用。利用刚离子模型算得的离子势，得到了较为满意的相变点。结果还表明，温度变化对相变点的影响很小。还从Gordon-Kim模型出发，对短程作用势的物理实质作了讨论。     

通过宽线固体核磁共振氢谱研究半晶高分子的相结构

宽线固体核磁共振氢谱（¹H NMR）是一种研究半晶高分子相结构的经典方法.本文以半晶聚乙烯的宽线固体¹H NMR谱为例，探讨了通过Gaussian/Sinc、Gaussian和Lorentzian函数组合对宽线固体¹H NMR谱图进行拟合的方案，并根据半晶聚乙烯的相结构成分对拟合得到的各信号成分进行归属.并在此基础上探讨了各个相结构中分子链运动与信号线型的相关性，以及利用宽线固体¹H NMR谱测量半晶高分子结晶度存在的困难.     

稀土离子与二棕榈酰磷脂酰胆碱脂质体相互作用的分子机制

用傅里叶变换红外光谱法研究了稀土离子Ｎｄ＾３＋，Ｇｄ＾３＋和Ｙｂ＾３＋与二棕榈酰磷脂酰胆碱脂质体的相互作用。结果表明这三种稀土离子的掺入都使磷脂的凝胶－液晶相转变温度明显升高，同时相变的协同隆降低。稀土离子与磷脂极性头部的ＰＯ２＾－基团产生了键合作用，这种键合稳定，不受磷脂质体相态的影响。无论在凝胶相或液晶相，稀土离子的掺入都增加了磷脂双分子层的构象有序度。     

一维扩展离子Hubbard模型的相图研究

应用密度矩阵重整化群方法, 研究了存在交错离子势Δ时一维半满扩展Hubbard模型的相图. 通过计算关联函数、结构因子、位置算符等方法, 描绘了从Mott绝缘体-键有序绝缘体-Band 绝缘体的特性并给出了精确的相边界. 研究发现: 中间的键有序绝缘体相在相图中占据了很小的一部分区域, 当存在离子势Δ的情况下, 这个区域将会有所增大; 而当相互作用足够强时, 这个中间相消失. 给出了离子Hubbard模型(最近邻电子-电子相互作用V=0)的相图.