强磁场对金属离子掺杂CaTiO_3结构和光学性能的影响

研究了800℃条件下不同制备磁场强度(最高12 T)对Ca Ti O3及其浸渍掺杂样品在结构和光学性能方面的影响.研究表明:样品吸光性能随浸渍掺杂的离子浓度的增大而提升,且发生红移现象;相同掺杂浓度下,磁场下制备样品的吸光性能均较非磁场下制备的样品有所提高,但不同磁场强度下所制备样品的吸光曲线彼此差异不大;此外,磁制备纯Ca Ti O3晶体粉末的X-射线衍射曲线峰左移,紫外-可见漫反射光谱吸收截止波长增长,这表明强磁场可使Ca Ti O3晶面间距和晶格常数增大、禁带宽度减小.     

Co掺杂对Mn$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;Sn$lt;sub$gt;1-$lt;em$gt;x$lt;/em$gt;$lt;/sub$gt;Co$lt;sub$gt;$lt;em$gt;x$lt;/em$gt;$lt;/sub$gt;C$lt;sub$gt;1.1$lt;/sub$gt;化合物的磁性质、熵变以及磁卡效应的影响

利用固态反应法制备了Mn₃Sn_1-xCo_xC_1.1 （x=0.05,0.1,0.2） 系列化合物,研究了Co掺杂对其磁性质、相变、熵变的影响. 随着Co掺杂量的增加,样品的居里温度由283 K先降到212 K （Mn₃Sn_0.9Co_0.1C_1.1） 后又升到332 K （Mn₃Sn_0.2Co_0.8C_1.1）,相变类型由一级相变逐渐转变为二级相变. 增大Co的掺杂量,Mn₃Sn_1-xCo_xC_1.1化合物的熵变峰值逐渐减小,磁熵变温区由9 K展宽到300 K. 当Co掺杂量为0.2时,相对制冷量达到最高,为103 J/kg （磁场强度为1.6 MA/m）. 由于室温附近良好的磁致冷效应,该类材料在磁制冷领域可能具有重要的应用前景. 关键词： 磁性质 相变 磁卡效应 相对制冷量     

La$lt;sub$gt;0.4$lt;/sub$gt;Ca$lt;sub$gt;0.6$lt;/sub$gt;MnO$lt;sub$gt;3$lt;/sub$gt;中Mn-位Fe和Cr掺杂对磁性质的影响

研究了Fe和Cr掺杂对La_0.4Ca_0.6MnO₃ 中电荷有序反铁磁基态的调控作用. 磁性质的测量结果表明, 两种离子掺杂均能有效抑制原型样品中的长程电荷有序相, 但是Fe离子掺杂样品均具有反铁磁的基态, 而Cr掺杂样品中则出现了显著的铁磁性. 结合电输运测量结果显示, Cr掺杂引起的铁磁态同时具有金属性, 表明其中是电子双交换作用占主导. 对比两种掺杂离子的电子结构发现, Cr离子空的e_g电子轨道促进了电子双交换作用, 而Fe掺杂则只是引入了不同的自旋交换作用, 导致自旋无序. 关键词： 磁性氧化物 反铁磁     

钙钛矿型锰氧化物(La$lt;sub$gt;0.8$lt;/sub$gt;Eu$lt;sub$gt;0.2$lt;/sub$gt;)$lt;sub$gt;4/3$lt;/sub$gt;Sr$lt;sub$gt;5/3$lt;/sub$gt;Mn$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;O$lt;sub$gt;7$lt;/sub$gt;的磁性和电性研究

采用传统固相反应法制备钙钛矿型锰氧化物 (La_0.8Eu_0.2)_4/3Sr_5/3Mn₂O₇多晶样品, X-射线衍射分析表明, 样品(La_0.8Eu_0.2)_4/3Sr_5/3Mn₂O₇结构呈现良好的单相. 通过磁化强度随温度的变化曲线(M-T)、不同温度下磁化强度随磁场的变化曲线(M-H)和电子自旋共振谱发现: 在300 K以下, 随着温度的降低, 样品先后经历了二维短程铁磁有序转变 (T_C^2D ≈ 282 K)、三维长程铁磁有序转变(T_C^3D ≈ 259 K)、奈尔转变(T_N ≈ 208K)和电荷有序转变(T_CO ≈ 35 K); 样品 (La_0.8Eu_0.2)_4/3Sr_5/3Mn₂O₇在T_N以下, 主要处于反铁磁态; 在T_C^3D达到370 K时, 样品处于铁磁-顺磁共存态, 在370 K以上时样品进入顺磁态. 此外, 分析电阻率随温度的变化曲线(ρ-T)得到: 样品在金属-绝缘转变温度(T_P ≈ 80 K)附近出现最大磁电阻值, 其位置远离T_C^3D, 表现出非本征磁电阻现象, 其磁电阻值约为61%. 在T_CO以下, 电阻率出现明显增长, 这是由于温度下降使原本在高温部分巡游的e_g电子开始自发局域化增强所致. 通过对 (La_0.8Eu_0.2)_4/3Sr_5/3Mn₂O₇的ρ-T 曲线拟合, 发现样品在高温部分的导电方式基本遵循小极化子的导电方式. 关键词： 磁性 电性 金属-绝缘转变温度 电子自旋共振     

Ti掺杂W$lt;sub$gt;18$lt;/sub$gt;O$lt;sub$gt;49$lt;/sub$gt;纳米线的电子结构与NO$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;敏感性能的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,通过理论建模,研究了Ti掺杂的非化学计量比W₁₈O₄₉纳米线的几何与能带结构以及电子态密度,并通过进一步计算NO₂/Ti-W₁₈O₄₉纳米线吸附体系的吸附能、电荷差分密度与电荷布居,分析了Ti掺杂W₁₈O₄₉纳米线的气体吸附与敏感性能. 计算发现,Ti掺杂改变了W₁₈O₄₉纳米线的表面电子结构,引入的额外的杂质态密度和费米能级附近能带结构的显著变化,使掺杂纳米线带隙与费米能级位置改变,纳米线导电性能增强. 吸附在W₁₈O₄₉纳米线表面的NO₂作为电子受体从纳米线导带夺取电子,导致纳米线电导降低,产生气体敏感响应. 与纯相W₁₈O₄₉纳米线相比,NO₂/Ti-W₁₈O₄₉纳米线吸附体系内部存在更多的电子转移,从理论上定量地反映了Ti掺杂对改善W₁₈O₄₉纳米线气敏灵敏度的有效性. 对Ti掺杂纳米线不同气体吸附体系电子布居的进一步计算表明,Ti掺杂纳米线对NO₂气体具有良好的灵敏度和选择性. 关键词： 密度泛函计算 Ti掺杂 18O₄₉纳米线')" href="#">W₁₈O₄₉纳米线 气敏     

I掺杂金红石TiO$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;(110)面的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了I掺杂金红石TiO₂（110）表面的形成能和电子结构,分析了不同掺杂位置的结构对TiO₂光催化性能的影响. 计算表明,氧化环境下I最容易替代掺杂表面五配位的Ti,而还原环境下最容易替代掺杂表面的桥位氧. I替位Ti或I替位O都能降低禁带宽度,可能使TiO₂吸收带出现红移现象或产生在可见光区的吸收,其中I替位桥位氧的禁带宽度最小. 吸收光谱表明,I掺杂不仅能提高TiO₂可见光响应,同时可增加紫外光的吸收能量,提高其可见光及紫外光下的光催化性能. 关键词： 第一性原理 I掺杂 2(110)')" href="#">金红石相TiO₂(110) 光催化     

LaFe$lt;sub$gt;11.5$lt;/sub$gt;Si$lt;sub$gt;1.5$lt;/sub$gt;化合物氢化特性及稳定性的研究

系统研究了温度、时间、压力等因素对LaFe_11.5Si_1.5化合物吸氢过程的影响以及效果. 结果表明：吸氢处理会增大化合物的晶格常数,但不会改变其晶体结构. 在温度为423 K,氢气压力为0.0987 MPa时,可以制备出氢分布均匀的LaFe_11.5Si_1.5H_1.6间隙化合物. 氢化处理可以明显提高化合物的居里温度,降低热滞后,并且使磁熵变保持在较高值. LaFe_11.5Si_1.5H_1.6样品随着在空气中暴露时间的延长,居里温度和磁熵值的变化非常小,氢化合金的磁热性能具有良好的时间稳定性. 关键词： P-C-T关系曲线 居里温度 磁熵变 11.5Si_1.5氢化物')" href="#">LaFe_11.5Si_1.5氢化物     

LuTaO$lt;sub$gt;4$lt;/sub$gt;相变及结构

LuTaO₄是最高密度的闪烁体基质, 研究它的结构及其相变对单晶制备具有指导意义. 用固相法制备了Lu₂O₃和Ta₂O₅摩尔比为1:1时在不同温度下形成的多晶粉末, 用X射线衍射及Rietveld全谱拟合研究了多晶粉末的物相和结构. 结果表明, Lu₂O₃: Ta₂O₅摩尔比为1:1的样品在1740 ℃时合成的物相为M'-LuTaO₄, 在1800 ℃时为M'-LuTaO₄和M-LuTaO₄的混合物, 在1840 ℃时全部转变为M-LuTaO₄. 当温度升高到2058 ℃时, 样品呈熔融状态, 对淬火得到的样品进行结构精修, 给出了M-LuTaO₄, Lu₃TaO₇和Ta₂O₅的晶胞和原子坐标参数, 它们的重量比分别占78.1%, 18.9%和3.0%. 这些结果为制备以LuTaO₄为基质的高密度闪烁体单晶具有参考价值. 关键词： 4')" href="#">LuTaO₄ 相变 粉末衍射 Rietveld精修     

Eu3+掺杂CaMoO4微米荧光粉发光性质的研究

运用化学沉淀的方法合成了不同Eu³⁺掺杂浓度CaMoO₄微米荧光粉样品, 详细研究了样品的光致发光性质. 研究表明: CaMoO₄: Eu可以被蓝光或近紫外光有效激发, 实现高色纯度的红光发射; 样品的黄昆因子数值数量级为10^-2, 是一种弱电声耦合材料; 样品中Eu³⁺的跃迁强度参数(Ω₂)随着掺杂浓度的提高而增大, 但量子效率却随着掺杂浓度的提高而减小; 通过对样品发光的浓度猝灭曲线的分析, 确定Eu³⁺的理想掺杂浓度为25%, 并判断出Eu³⁺在CaMoO₄基质中通过交换相互作用实现能量传递. 沉淀法制备的CaMoO₄: Eu微米荧光粉具有发光色纯度好, 制备工艺简单, 耗时较少的优点, 是一种性能优异的红色荧光粉材料.     

Eu$lt;sup$gt;2+$lt;/sup$gt;的掺杂浓度对BaAl$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;Si$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;O$lt;sub$gt;8$lt;/sub$gt;：Eu$lt;sup$gt;2+$lt;/sup$gt;荧光粉发光特性的影响

采用化学共沉淀法一次煅烧工艺合成了BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺蓝色荧光粉.用X射线衍射仪和荧光分光光度计等对BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺蓝色荧光粉的相结构、发光性能进行了测试.结果表明：化学共沉淀法一次煅烧工艺合成的BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺蓝色荧光粉为单相;其激发光谱分布在240—410 nm的波长范围,峰值位于320 nm处,可以被InGaN管芯产生的350—410 nm辐射有效激发;在365 nm近紫外光的激发下,测得其发射光谱是位于465 nm附近的宽带峰.BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺蓝色荧光粉的发光强度随Eu²⁺浓度的增大逐渐加强,当Eu²⁺掺杂的摩尔分数为3.5%时,发光强度达到最大值,而后随掺杂浓度的增加而减小,发生浓度猝灭;根据Dexter能量共振理论,该浓度猝灭是由于Eu²⁺的离子间交换相互作用引起的. 关键词： 2Si₂O₈：Eu²⁺')" href="#">BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺ 发光特性 蓝色荧光粉 化学共沉淀法     

尖晶石结构自旋有序CaTi2O4单晶生长和磁化率特性研究

通过助溶剂熔融法并在氩气气氛炉中成功生长出高质量大尺寸的CaTi₂O₄的单晶.X射线衍射实验及能量损失谱EDS证实,制备的CaTi₂O₄单晶晶胞参数a=9.781?,b=9.966?,c=3.148?,所有样品均为单相,且符合化学计量比,样品高纯.通过直流磁化率的测量,首次给出了晶体的Van-Vleck顺磁因子为6.85×10^-5cm³/mol,Cure-Weiss温度为-0.44 K,呈弱反铁磁性.同时,通过单晶各向磁化率的测量,进一步确认了CaTi₂O₄晶体中一维有序Ti-Ti反铁磁dimer链的形成,并明确了其方向. 关键词： 2O₄')" href="#">CaTi₂O₄ 磁化率 各向异性 反铁磁二聚化     

Tb掺杂双层锰氧化物La_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7的磁熵变和电输运性质

研究了Tb掺杂对双层锰氧化物La_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7磁熵变和电输运性质的影响.样品采用传统固相反应法制备,两样品的名义组分可以表示为(La_(1-x)Tb_x)_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7(x=0,0.025),磁场为7 T时的最大磁熵变?S_M分别为-4.60 J/(kg·K)和-4.18 J/(kg·K).比较后发现,Tb元素的掺杂使得最大磁熵变值减小,但同时增大了相对制冷温区.电性测量结果表明,x=0.025的样品在高温区的导电机制可以用小极化子模型解释,与母体三维变程跳跃模型不同;当温度降低至三维长程铁磁有序温度(T_c~(3D))附近时,掺杂样品发生金属绝缘相变;掺杂后样品在T_c~(3D)附近,磁电阻取得极大值(约为56%),表明是本征磁电阻效应.     

Eu掺杂的高Gd玻璃荧光及闪烁发光性能研究

分别在空气和还原气氛下,采用高温熔融法制备了Eu 掺杂(1 wt%) 的15SiO₂-25B₂O₃-30Al₂O₃-30Gd₂O₃ 氧化物玻璃,对二者的光致发光和闪烁发光性能进行测试. 结果显示：还原气氛下制得的玻璃在395 nm 紫光和X 射线激发下,均可以得到450–550 nm 的Eu²⁺ 蓝绿发光和615 nm 的Eu³⁺ 红光;然而在不同的激发光源下,Eu²⁺ 和Eu³⁺发光强度比存在明显不同,395 nm 紫光激发下,Eu³⁺ 发光强度仅为Eu²⁺ 的0.02 倍,X 射线激发下,Eu³⁺ 发光强度变为Eu²⁺ 强度的1.37 倍. 通过声子边带谱分析,还原后玻璃中Si 形成体附近的Eu³⁺ 全部被还原为Eu²⁺,B 和Al形成体周围的Eu³⁺ 部分被还原为Eu²⁺. 进一步分析闪烁发光的机理表明：Gd 的敏化剂作用以及B 和Al 形成体周围Eu²⁺→Eu³⁺ 的能量传递都增强了还原玻璃中Eu³⁺ 的闪烁发光性能. 关键词： 高Gd玻璃 2+')" href="#">Eu²⁺ 闪烁发光 声子边带谱     

Co,Zn共掺铌酸锂电子结构和吸收光谱的第一性原理研究

利用基于密度泛函的第一性原理的计算方法,研究了Co单掺及Co和Zn共掺LiNbO_3晶体的电子结构和吸收光谱.研究显示,各掺杂体系铌酸锂晶体的带隙均较纯铌酸锂晶体变窄. Co:LiNbO_3晶体禁带宽度为3.32 eV; Co:Zn:LiNbO_3晶体, Zn的浓度低于阈值或达到阈值时,禁带宽度分别为2.87或2.75 eV. Co:LiNbO_3晶体在可见-近红外光波段2.40, 1.58, 1.10 eV处形成吸收峰,这些峰归结于Co 3d分裂轨道的跃迁;加入抗光折变离子Zn~(2+),在1.58, 1.10 eV处的吸收峰增强,可以认为Zn~(2+)与Co~(2+)之间存在电荷转移,使e_g轨道电子减少,但并不影响t_(2g)轨道电子.结果表明,晶体中的Co离子在不同共掺离子下可充当深能级中心(2.40 eV),或可充当浅能级中心(1.58 eV),两种情况下,掺入近阈值的Zn离子均有助于实现优化存储.     

Yb3+：Pr3+：ZBLAN光纤中4f5d上转换激发的理论研究

利用粒子数速率方程和相关的辐射跃迁理论,计算了Yb³⁺:Pr³⁺:ZBLAN光纤中Pr³⁺离子4f5d能级两步上转换激发的动力学过程.得到不同Pr³⁺掺杂浓度下,激发光的光谱强度和粒子数密度的纵向分布和有效光纤长度随激发光的光谱强度的变化关系.另外,还得到了4f5d荧光强度与入射光强、光纤长度和Pr³⁺掺杂浓度的关系,给出了激发效率与激发光的光谱强度和Pr³⁺掺杂浓度的关系.     

Effect of Yb on red to blue conversion fluorescence of Tm in fluorozirconate glass

The mechanisms governing the upconversion fluorescence from the ¹G₄ level of Tm³⁺ ions have been investigated in fluorozirconate glass doped with Tm³⁺ only and codoped with Tm³⁺ and Yb³⁺ ions, under 649 (³H₄→¹G₄) and 684 nm (³H₆→³F₃) excitation wavelengths. The emission intensity depends on the excitation power quadratically in both samples, showing the two-photon absorption nature of the processes. An enhancement of the ¹G₄→³H₆ emission was observed in the codoped sample under 684 nm excitation. The upconversion emission in the single doped sample is mainly due to the E.S.A. process upon both excitations. The dominant mechanism was found to be the energy transfer processes between Tm³⁺ and Yb³⁺ ions in the codoped sample when the excitation was tuned at 684 nm. The upconverted emission intensity shows a different temperature dependence under the two excitations in the codoped sample. However, for the 649 nm excitation the dependence is the same in both samples. This confirms the dominance of the E.S.A. process under 649 nm excitation in both, singly and doubly doped samples.     

Effect of Co substitution on magnetic properties of Sr14Cu24O41

A series samples of Sr₁₄(Cu_1−xCo_x)₂₄O₄₁ (x=0, 0.02, 0.06, 0.14, 0.18) were prepared by standard solid-state reaction. X-ray diffraction measurements show that all the samples are single phase and their lattice parameter hardly changes by Co dopant. Electron diffraction experiments and X-ray photo-emission spectroscopy measurements reveal that Co ions substituted Cu ions in the chain. The measurements of magnetic susceptibility from 10 to 300 K in an applied magnetic field of 1.0 T show that Co dopant induces increase in susceptibility. The spin gaps are observed in all the samples, and decrease with increase in Co doping concentration. Fitting of the date indicates that strong antiferromagnetic interaction is induced and antiferromagnetic dimeried state may be formed due to Co³⁺ ions doping in these compounds.     

第一性原理研究O和S掺杂的石墨相氮化碳(g-C_3N_4)_6量子点电子结构和光吸收性质

利用密度泛函和含时密度泛函理论研究了氧(O)和硫(S)原子掺杂的石墨相氮化碳(g-C_3N_4)_6量子点的几何、电子结构和紫外-可见光吸收性质.结果表明:掺杂后(g-C_3N_4)_6量子点杂质原子周围的C-N键长发生了一定的改变,最高电子占据分子轨道-最低电子未占据分子轨道(HOMO-LUMO)能隙显著减小.形成能的计算表明O原子取代掺杂的(g-C_3N_4)_6量子点体系更稳定,且O原子更易取代N3位点,而S原子更易取代N8位点.模拟的紫外-可见电子吸收光谱表明,O和S原子的掺杂改善了(g-C_3N_4)_6量子点的光吸收,使其吸收范围覆盖了整个可见光区域,甚至扩展到了红外区.而且适当的杂质浓度使(g-C_3N_4)_6量子点光吸收在强度和范围上都得到明显改善.通过O和S掺杂的比较,发现二者在可见光区对(g-C_3N_4)_6量子点的光吸收有相似的影响,然而在长波长区域二者的影响有明显差异.总体而言,O掺杂要优于S掺杂对(g-C_3N_4)_6量子点光吸收的影响.     

Er3+单掺、Er3+/Yb3+共掺杂Ca12Al14O32F2的 制备及上转换发光性质

利用高温固相法成功制备了Er~(3+)单掺、Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂Ca_(12)Al_(14)O_(32)F_2上转换发光样品。在980 nm激光激发下,Er~(3+)单掺和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂样品均呈现出较强的绿光(528,549 nm)和较弱的红光(655 nm)发射,分别归因于Er~(3+)离子的~2H_(11/2),~4S_(3/2)→~4I_(15/2)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)能级跃迁。随着Er离子浓度的增加,单掺杂样品上转换发光强度先增大后减小,最佳掺杂浓度为0.8%。共掺杂Yb~(3+)后,Er~(3+)的发光强度明显增大。还原气氛下合成的样品上转换发光强度增大约两倍,可能和笼中阴离子基团变化有关。发光强度和激发光功率的关系表明所得上转换发射为双光子吸收过程,借助Er~(3+)-Yb~(3+)体系能级结构详细讨论了上转换发射的跃迁机制。     

Er3+,Yb3+共掺杂SrTiO3超细粉末的可见上转换发光

钛酸锶(SrTiO₃)具有高介电常数、良好的绝缘性质、优良的物理化学稳定性和在可见光范围内的优异的透明度等优点,是一种重要的无机功能材料。近年来,Al³⁺,Ga³⁺等离子共掺杂的SrTiO₃:Pr³⁺做为一种优异的红色场发射显示(FED)荧光粉引起了人们的兴趣。另外,SrTiO₃具有相对较小的声子频率,因而它可以作为一种有利于上转换发光的基质材料。以NaCl为助熔剂制备了Er³⁺,Yb³⁺共掺杂的SrTiO₃超细粉末。在980nm激发下,样品发出很强的来自于Er³⁺离子的²H_11/2→⁴I_15/2,⁴S_3/2→⁴I_15/2(绿光)和⁴F_9/2→⁴I_15/2(红光)跃迁的上转换发光。Yb³⁺离子的共掺杂对Er³⁺离子的上转换发光起明显的增强作用。研究了上转换发光强度与稀土离子浓度以及激发光强度之间的依赖关系,表明在Er³⁺单掺杂和Er³⁺,Yb³⁺共掺杂的样品中,绿光和红光都是被双光子激发过程激发的。还对上转换发光的机理做了初步分析。