Ho:YVO_4晶体中Ho~(3+)光谱参数的计算

根据Ho3+在Ho :YVO4 晶体的吸收谱和 0 6～ 2 1μm波段的荧光谱 ,用J O理论计算了Ho3+的强度参数Ωλ ,并由此计算了激发能级的振子强度、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和积分发射截面等光谱参数 ,讨论了Ho :YVO4 晶体作为红外激光材料的可能性。     

Er~(3+)∶YVO_4的频率上转换动力学分析

测量并分析了980nm抽运下Er3+∶YVO4晶体的上转换荧光,建立了描述Er3+离子跃迁的速率方程。通过求解速率方程并拟合1550nm,980nm和550nm的荧光衰减实验曲线,得到了4I13/2+4I13/2→4I15/2+4I9/2,4I11/2+4I11/2→4I15/2+4F7/2的频率上转换系数C22=9.221×10-17cm3s-1,C33=7.545×10-17cm3s-1。通过测量980nm抽运下的550nm荧光衰减谱,得到了4S3/2能级的主要上转换机制是以激发态吸收为主。     

Gd~(3+)掺杂浓度对NaErF_4∶Yb纳米晶上转换荧光性能的影响

采用温和的溶剂热法制备较强红光发射的NaErF4∶Yb,Gd上转换纳米晶,控制Gd~(3+)的掺杂浓度实现了晶相和尺寸可控以及上转换荧光的增强。X射线衍射谱(XRD)、透射电子显微镜图像(TEM)和上转换发射光谱结果分析表明,Gd~(3+)掺杂可以有效地促进NaErF_4纳米晶的晶相由立方相向六角相转变,并且减小纳米粒子的尺寸。随着Gd~(3+)掺杂浓度的上升,上转换荧光强度明显增大。当Gd~(3+)摩尔分数为25%时,样品的上转换荧光强度达到最大。同时,研究了在980 nm近红外激光激发下,Yb~(3+)与Er~(3+)间有效的能量传递以及上转换发光机制。     

YVO_4∶Eu~(3+)纳米微粒发射光谱与温度的关系

测量了非选择激发下YVO4∶Eu3 纳米微粒中Eu3 的5D0→7F2发射光谱随温度的变化。低温下的光谱是很多谱线叠加在一起形成的宽带;而室温下主要是与体材料相似的两条分离谱线。根据选择激发下YVO4∶Eu3 的发射光谱研究得到的结论,把发射光谱分解为两部分之和,一部分来自占据靠近纳米微粒中心的格位的Eu3 离子发射谱线具有与体材料相近峰值;另一部分来自占据靠近表面位置的Eu离子,发射分布在更大的光谱范围内。这两部分发光的相对强度随温度变化的分析表明,YVO4∶Eu3 纳米微粒发射光谱随温度的变化是由于靠近表面的Eu通过表面猝灭中心猝灭而引起的。     

基于Nd∶YVO_4晶体四波段腔面膜的研制

黄光激光器作为一种接近人眼敏感区域的激光器在诸多领域都发挥着重要的作用,而谐振腔又是激光器中重要组成部分.本文以Nd∶YVO4(c-cut)晶体为基底,利用真空镀膜设备研制出四波段腔面膜.通过分析膜系设计过程中膜层电场强度和优化膜系,使膜层中驻波场强得到合理分布,从而在理论上减小膜层损伤的可能性;通过TFCalc软件对测试结果进行工艺反馈分析,经过多次模拟实验,发现在不同控制波长下,采用相同监控方法监测不同的膜厚比例系数,通过调整工具因子解决了光谱曲线漂移的问题,制备出膜层牢固、化学性能稳定、满足四个波段光谱输出的黄光激光器腔面膜.     

Er~(3+),Yb~(3+)共掺杂的NaYF_4荧光粉的制备及下转换发光研究

采用高温固相法合成了Er3+、Yb3+共掺杂的NaYF4荧光粉。XRD测量数据表明合成的样品为纯相。测量了样品的激发谱和发射谱,证明377 nm的紫外光通过量子剪裁的形式将能量传递给一个Yb3+,发射一个975 nm的红外光子,再从4F9/2能级跃迁到基态发射一个红外光子。测量了377 nm激发下,监测541 nm的发光寿命曲线,计算得到最大的量子效率为126.35%。通过监测Yb3+的975 nm的近红外发射,证明了Er3+的4F7/2和2H11/2能级通过下转换的形式将吸收的485 nm和519 nm的能量传递给Yb3+。这种将Er3+在可见光波段的多种光子能量传递给Yb3+发射975 nm的近红外光子的思想在以前的研究中从未被提出。     

薄膜太阳电池用纳米上转换材料制备及其特性研究

以应用于薄膜太阳电池为目的,采用水热法制备了掺杂稀土离子的纳米氟化钇钠上转换荧光材料.研究了稀土离子Yb³⁺/Er³⁺单独和共同掺杂对材料的晶体结构和光学性质的影响.制备的Yb^3＋/Er^3＋共掺材料兼顾了两种稀土离子的光吸收谱,吸收980nm和1530nm附近的红外光,并发出能够被薄膜太阳电池有效吸收利用的红光(653nm)和绿光(520,540nm).优化出较为合适的18％Yb³⁺,2％Er³⁺的掺杂比例,获得了具有较好上转换效果的纳米荧光颗粒材料.     

Eu掺杂SiC_xO_y薄膜的Eu~(3+)发光机制

利用磁控溅射技术在低温250℃下制备Eu掺杂SiC_xO_y薄膜,研究薄膜的Eu~(3+) 发光激发机制。实验结果表明,薄膜的发光谱由来自基体材料的蓝光和来自Eu~(3+) 的红光组成;随着薄膜中Eu含量由0.19%增加到2.27%,其红光强度增加3倍左右,而蓝光逐渐减弱。Raman光谱及荧光瞬态谱分析表明,其蓝光由中立氧空位缺陷发光中心引起。结合薄膜的Eu~(3+) 激发光谱分析,SiC_xO_y∶Eu薄膜的红光增强源于薄膜中Eu~(3+) 离子浓度的增加和/或基体材料的中立氧空位缺陷发光中心与Eu~(3+) 离子的能量转移。     

YVO_4∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米粒子颜色可控的高色纯度上转换发光

采用共沉淀法制备了四方相锆石型结构YVO_4∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米粒子。粒子表面光滑,结晶良好,呈类球状,粒径~80 nm。在980 nm和1 550 nm红外激发下,粒子呈现类似的特征发射,峰位位于634~706 nm的红光和513~573 nm的绿色分别归因于Er~(3+)离子~4F_(9/2)→~4I_(15/2)和~2H_(11/2),~4S_(3/2)→~4I_(15/2)能级间的辐射跃迁。通过激发光波长控制,在同组分粒子中实现了颜色可控的高色纯度绿、红色发光,对应的绿红光和红绿光分支比分别高达29.5和37.97。借助能级跃迁模型,详细讨论了不同激发条件下的纳米粒子上转换发光的跃迁和变化机制。     

纳米二氧化钛的制备及Eu~(3+)掺杂发光研究

以钛酸四丁酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备了四种不同配方Eu3+掺杂的TiO2纳米晶.利用扫描电镜(SEM)、EDS能谱、光致发光光谱对样品的形貌、成份及性能进行了表征.研究了退火温度、稀土Eu3+离子掺杂摩尔分数、溶剂乙醇量等对发光性能的影响,并对其发光机理进行了探讨.结果表明:稀土Eu3+掺杂TiO2纳米晶样品,掺杂均匀、颗粒大约在30～80nm;从EDS能谱分析可得Ti:O原子个数比并不是按化学计量TiO2满足1:2,这是因为在TiO2中形成的是Ti-O-Ti键,Eu3+离子很可能取代了Ti4+离子,同时又形成了氧空位,表明稀土Eu3+离子进入TiO2晶格中;样品的主发射峰在614nm(5D0→7F2)处发光最强,且在593nm(5D0→7F1)处出现了属于磁偶极跃迁的发射峰,制备Eu3+∶TiO2纳米晶的组分、退火温度、溶剂乙醇的量不同,发射光谱的强度也不同.     

染料敏化太阳能电池Sm~(3+)掺杂TiO_2下转换光阳极的制备及性能

用溶胶-水热法制备了Sm3+掺杂的Ti O2粉体(Ti O2∶Sm3+),将其按不同质量分数掺杂到P25基体中,制备了具有下转换功能的光阳极,并将其用于染料敏化太阳能电池中,提高了电池的光电性能。荧光光谱显示,Ti O2∶Sm3+粉体可以将紫外光转换为570~700 nm的可见光。当下转换光阳极中Ti O2∶Sm3+粉体的掺杂质量分数为80%时,短路电流密度达到13.12 m A/cm2,与纯P25光阳极相比,提高了26.5%,转换效率也提高了23.5%。     

TiO_2/Sm~(3+)下转换薄膜的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/Sm3+下转换薄膜,利用其下转换特性将紫外光转换为可见光,提高了可见光光照强度。利用X射线衍射和荧光光谱对TiO2/Sm3+粉体进行了表征,并对TiO2/Sm3+下转换薄膜进行了荧光光谱测试和紫外-可见分光光度计测试。荧光光谱显示,TiO2/Sm3+薄膜在受到395 nm紫外光照射时可发射出540~600 nm连续波长的可见光,具有下转换特性。二层TiO2/Sm3+下转换薄膜的可见光透过率与单纯的TiO2薄膜基本相同,利用其下转换特性使电池短路电流提高了13.2%,光电转换率提高了16.2%。     

染料敏化太阳能电池Eu~(3+),Sm~(3+)掺杂TiO_2下转换光阳极的制备及性能

用溶胶-凝胶法制备了Eu,Sm共掺TiO_2粉体,将其与P25复合,制备了下转换光阳极,用于染料敏化太阳能电池,利用其下转换特性提高电池的光电性能.用荧光光谱对粉体的发光性能进行表征,荧光光谱显示:Eu,Sm共掺TiO_2粉体受463nm光激发可以发射550~700nm的可见光,具有下转换功能.当Eu~(3+)的摩尔掺杂含量为1%,Sm~(3+)的摩尔含量为0.5%时,制备的Eu~(3+),Sm~(3+)共掺下转换光阳极,短路电流达到14.08mA/cm2,与使用Eu~(3+)掺杂TiO_2的下转换光阳极电池相比,提高了32.08%,转换效率也达到5.29%.     

Zn2+掺杂对GdTaO4:Eu3+荧光粉结构和发光性能的影响

采用高温固相反应法制备了掺杂不同浓度Zn2 的GdTaO4:Eu0.1荧光粉,研究了Zn2 掺杂对GdTaO4:Eu3 的结晶性能,晶粒形貌和光致发光特性的影响.以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激发-发射谱、衰减时间谱等方法对其性能进行了表征.结果表明,Zn2 掺杂可显著提高GdTaO4:Eu3 的光致发光强度,当掺杂浓度x=0.01时,光强被提高至2.7倍,可归因于的Zn2 进入了GdTaO4:Eu3 基质晶格,产生了一定浓度的氧空位以达到电荷平衡,并导致发光中心Eu3 的晶格场发生畸变;当x=0.13时,光强提高至3.2倍,且其衰减时间被缩短至40%,可归因于Zn2 的助熔剂效果;但当x＞0.13时,ZnO和GdTa7O19杂相的出现将导致发光强度减弱和衰减时间延长.另外,初步探索表明,Li2CO3和.KCl的共掺杂能进一步提高G.dTaO4:Eu0.1,Zn0.13的发光强度.     

水热法制备YVO_4:Eu~(3+)的热处理及其发光性能

用水热法制备的YVO4:Eu3+分别在400～800℃下进行热处理,研究了所得样品的结构及其发光性能。实验结果表明:所得样品都为单相结构,随着热处理温度的升高,样品的结晶度变好,颗粒变大。在紫外光谱范围,YVO4:Eu3+的激发光谱由VO43-的吸收带和Eu3+的电荷迁移带组成。在真空紫外(VUV),激发光谱由基质吸收,Y3+、O2-的电荷迁移带组成。发射光谱均为Eu3+的5D0→7FJ(J=1,2,4)跃迁。紫外和真空紫外激发下,样品的发光强度比未经过热处理的样品有显著增强,归因于样品的结晶度的提高和OH-、VO43-等发光猝灭离子的去除。     

Synthesis and photoluminescence properties of YVO4:Eu3+, Al3+ phosphor

The Y_0.95?xAl_xVO₄:5%Eu³⁺ (0≤x≤0.1) phosphors were successfully synthesized by solid state reaction at 900 °C for 6 h, and their luminescence properties were investigated under UV and VUV excitation. Monitoring at 619 nm, a strong broad absorption was enhanced by co-doping of Al³⁺ into the YVO₄:Eu³⁺ lattices at 256 nm under UV excitation. The VUV excitation spectra also showed the enhanced excitation bands at about 156 and 200 nm. Under 254 or 147 nm excitation, it was found that Y_0.95?xAl_xVO₄:Eu³⁺(0≤x≤0.1) phosphors showed strong red emission at about 619 nm corresponding to the electric dipole ⁵D₀^–7F₂ transition of Eu³⁺. The improvement of luminescence intensity of YVO₄:Eu³⁺ was also observed after partial substituting Y³⁺ by Al³⁺ and the optimal luminescence intensity appeared with incorporation of 2.5 mol% Al³⁺.     

YVO4：Eu3+纳米微粒发射光谱与温度的关系

测量了非选择激发下YVO₄:Eu³⁺纳米微粒中Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂发射光谱随温度的变化.低温下的光谱是很多谱线叠加在一起形成的宽带;而室温下主要是与体材料相似的两条分离谱线.根据选择激发下YVO₄:Eu³⁺的发射光谱研究得到的结论,把发射光谱分解为两部分之和,一部分来自占据靠近纳米微粒中心的格位的Eu³⁺离子发射谱线具有与体材料相近峰值;另一部分来自占据靠近表面位置的Eu离子,发射分布在更大的光谱范围内.这两部分发光的相对强度随温度变化的分析表明,YVO₄:Eu³⁺纳米微粒发射光谱随温度的变化是由于靠近表面的Eu通过表面猝灭中心猝灭而引起的.     

Eu^3＋的掺杂浓度对NaLa（WO4）2：Eu^3＋发光性能的影响

采用水热法,合成了NaLa（WO4）2：Eu^3＋纳米发光材料。利用激发光谱和发射光谱研究了材料的发光特性。结果表明,Eu^3＋离子的掺杂浓度为3%时,样品有较好的发光特性。样品的激发光谱有3个主激发峰,分别位于270、392nm和464nm处。发射光谱主峰为614nm线谱,此为Eu3＋的发光。     

Laser time-resolved spectroscopy: Investigations of energy transfer in Eu3+ and Er3+ doped YVO4

Host-sensitized energy transfer in YVO₄ crystals doped with Eu³⁺ and Er³⁺ ions was investigated using laser excited time-resolved spectroscopy techniques. The results are consistent with a model in which the energy is transferred by a single step process from self- trapped excitons to activators at low temperatures, and by thermally activated exciton hopping at high temperatures. The rate of the latter process is found to be strongly affected by the trapping step with activator-induced host traps playing an important part in the trapping process. Time-resolved spectroscopy techniques are shown to be expecially useful in separately determining the characteristics of migration and trapping processes in exciton energy transfer. The parameters describing these processes are determined for the systems investigated using both diffusion and generalized random walk theories.