X射线荧光光谱检测多层薄膜样品的增强效应研究

研究了X射线荧光光谱检测多层薄膜样品的增强效应。根据多层膜中的X荧光强度理论计算公式编写了计算机程序,并计算了Zn/Fe和Fe/Zn双层膜样品中不同薄膜厚度时Fe Kα的一次荧光强度、二次荧光强度、二次荧光与一次荧光强度比以及二次荧光在总荧光强度中比例。研究发现,在多层膜样品的X射线荧光分析中,激发条件不变的情况下,元素谱线的一次荧光相对强度、二次荧光相对强度和二次荧光在总荧光强度中所占比例都随薄膜厚度及位置的变化而变化。当Fe和Zn层厚度相同时,随厚度的变化,对于Fe/Zn样品,Fe Kα二次荧光强度占总荧光强度最高为9％,而对于Zn/Fe样品这一比例最高可达35％。     

不同壳层厚度的LaF_3∶Eu~(3+)/LaF_3核壳结构纳米颗粒制备及发光性质

表面缺陷会使纳米材料的发光中心产生严重的猝灭,而适当厚度的同质包覆层会减少其猝灭。本文利用共沉淀法合成了LaF3∶Eu3+纳米颗粒和LaF3∶Eu3+/LaF3核壳结构纳米颗粒,研究了颗粒的晶体结构、形貌以及不同壳层厚度对发光性能的影响。研究发现:LaF3∶Eu3+核心和LaF3∶Eu3+/LaF3核壳结构均为六方结构。包覆同质壳层可以提高稀土离子的发光性能,包覆厚度的不同导致LaF3∶Eu3+/LaF3核壳结构的荧光强度与衰减时间均发生改变。其原因是未掺杂的LaF3壳层可以将发光中心Eu3+离子与LaF3∶Eu3+核心的表面隔离,进而减少表面对发光中心的猝灭,提高材料的发光性能。这种修饰作用与壳层厚度相关。     

纳米Y_2O_3：Eu~（3＋）荧光强度降低的J-O理论分析

用均相沉淀法制备了纳米Y2O3：Eu3＋样品。归纳了纳米Y2O3：Eu3＋荧光强度降低的原因及提高途径。应用Judd-Ofelt理论从Y2O3：Eu3＋的发射光谱编程计算了纳米与微米Y2O3：Eu3＋的跃迁强度参数之比Ω′2/Ω2,比值均小于1,这表明纳米Y2O3：Eu3＋颗粒的5D0→7F2电偶跃迁几率比微米材料小,5D0→7F2跃迁几率小则612nm的荧光强度低。因此纳米YO：Eu3＋颗粒的荧光强度较微米材料低。     

反应气体H2O对Y2O3隔离层外延生长的影响

报道了用反应溅射的方法在有强立方织构的NiW基带上连续制备Y2O3隔离层的研究结果.用X射线θ～2θ扫描,ψ扫描对薄膜的取向和织构进行表征,用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行观察.论文主要研究了H2O分压对Y2O3隔离层外延生长以及表面形貌的影响,结果表明:H2O分压过小,Y2O3织构相对衬底有所弱化,薄膜表面不透明,原子覆盖不均匀,且不利于后续隔离层YSZ的生长.同时,临界H2O分压与温度和总气压的关系也作了详细研究.     

荧光捕获效应对Yb3+磷酸盐玻璃光谱性质的影响

测试了不同掺杂浓度和不同厚度下Yb3+ 磷酸盐玻璃的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命 ,计算了积分吸收截面、吸收截面、受激发射截面、自发辐射寿命以及荧光有效线宽等光谱参数 ,讨论了荧光俘获效应对Yb3+ 磷酸盐玻璃光谱性质的影响 .结果表明荧光俘获效应随样品厚度和掺杂浓度的增加而增大 .由于荧光俘获效应的存在使得测量的Yb3+ 磷酸盐玻璃荧光寿命明显长于计算的荧光寿命 ,在 0 2mol%Yb2 O3低掺杂浓度下采用不同厚度 ( <4mm)的样品测量的荧光寿命之间误差为 3 0 %左右 ,高浓度 ( 6mol%Yb2 O3)掺杂下误差可达 43 % .荧光俘获还造成荧光谱线加宽 ,导致荧光有效线宽在低浓度 ( 0 2mol%Yb2 O3)时增加 14% ,在高掺杂浓度 ( 6mol%Yb2 O3)下增加 3 0 %以上     

(111)择优取向的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜的制备及研究

选用不同浓度的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3溶胶,用Sol-gel法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上沉积一层厚度不同的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT52)过渡层,经400℃烘烤、550℃退火等程序后,再用Sol-gel法在PZT52过渡层上沉积Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜.XRD分析表明,有PZT52过渡层的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜具有(111)择优取向的钙钛矿结构,且随着过渡层厚度的增加,Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜的(111)择优取向程度越高.SEM分析表明,当PZT52过渡层的厚度达到14nm以上,Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜结晶程度得到明显改善,平均晶粒尺寸大大增加.介电、铁电性能测试表明,与没有过渡层的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜相比,有PZT52过渡层的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜具有较大的介电常数和剩余极化强度,而介电损耗则较小.     

TiN/Al2O3纳米多层膜的共格外延生长及超硬效应

采用多靶磁控溅射法制备了一系列具有不同Al2O3调制层厚度的TiN/Al2O3纳米多层膜.利用X射线能量色散谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的成分、微结构和力学性能.研究结果表明,在TiN/Al2O3纳米多层膜中,单层膜时以非晶态存在的Al2O3层在厚度小于1.5 nm时因TiN晶体层的模板效应而晶化,并与TiN层形成共格外延生长,相应地,多层膜产生硬度明显升高的超硬效应,最高硬度可达37.9 GPa.进一步增加多层膜中Al2O3调制层的层厚度,Al2O3层逐渐形成非晶结构并破坏了多层膜的共格外延生长,使得多层膜的硬度逐步降低.     

Nd3+离子掺杂氧化物玻璃的光谱性质

高温熔融法制备了69.5B2O3-20Li2O-(10-χ)CaO-χPbO-0.5Nd2O3(χ=1,3,5,7,mol%)和68.5Li2O-(29-φ)CaO-φAl2O3-2La2O3-0.5Nd2O3(φ=3,7,10,15,mol%)玻璃,测量了玻璃样品的吸收和发射光谱(800nm激光二极管激发),从吸收光谱出发,应用Judd-Ofelt理论获得了Nd3+光学跃起的强度参数。根据强度参数和发射光谱,计算了Nd3+离子4F3/2→4I11/2跃迁的荧光发射截面σe。结果显示,在B2O3-Li2O-CaO-PbO-Nd2O3系统中随着CaO的减少和PbO的增加,Nd3+离子的强度参数Ω2增大,表明样品的对称性降低;强度参数Ω6也增大,说明玻璃样品中Nd-O键的共价性和键强降低;同时,Nd3+离子4F3/2→4I11/2跃迁的荧光发射截面σe的大小和荧光强度都减小。在Li2O-CaO-Al2O3-La2O3-Nd2O3系统中,随着CaO的减少和Al2O3的增加,Nd3+离子的强度参数Ω2减小,说明样品的对称性增加;强度参数Ω6减小,说明玻璃样品中Nd-O键的共价性和键强增强;同时,Nd3+离子4F3/2→4I11/2跃迁的荧光发射截面的大小和荧光强度也都减小。     

水溶性CdTe/CdS纳米晶表面SiO2壳层的反相胶束法包覆

"提出了一种水相中制备CdTe/CdS核壳结构纳米粒子的方法.用Te粉作为碲源,用Na2S作为硫源,在50 ℃下制备了CdTe/CdS核壳结构纳米粒子. 用紫外可见吸收光谱和荧光光谱分析了CdS壳层对CdTe核的影响. 随CdS壳层厚度的增加,紫外可见吸收光谱和荧光光谱均发生了红移. CdS壳层厚度较薄时,CdTe/CdS纳米晶的荧光强度较CdTe纳米粒子有显著提高;而CdS壳层厚度较厚时,CdTe/CdS纳米晶的荧光强度会逐渐降低. 用反相胶束法在CdTe/CdS核壳结构纳米粒子的表面包被一层SiO2,     

构建垂直金纳米棒阵列增强NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米晶体的上转换发光

以金纳米棒垂直阵列(gold-nanorods vertical array, GVA)为衬底, SiO_2为隔离层,构建GVA@SiO_2@NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米复合结构.在近红外980 nm激发下,通过改变中间隔离层SiO_2的厚度,研究GVA对NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米晶体上转换发光的调控规律.实验结果表明,当SiO_2层的厚度增大至8 nm时, Er~(3+)离子整体的上转换发射强度增大近8.8倍,且红光强度增强尤为明显,约为16.2倍.为了进一步证实GVA对Er~(3+)离子红光发射的增强效果,以红光发射为主的NaYF_4:40%Yb~(3+)/2%Er~(3+)纳米晶体为对象展开研究,发现Er~(3+)离子红绿比由1.84增加到2.08,证实该复合结构更有利于提高红光的发射强度.通过对其光谱特性、发光动力学过程的研究并结合其理论模拟,证实了上转换发光的增强是由激发与发射增强共同作用,而激发增强占据主导地位.采用该套复合体结构实现上转换荧光发射的增强,不仅有效地利用了贵金属的等离激元共振特性,而且对深入理解等离激元增强上转换发光的物理机理提供理论依据.     

Eu3+在Y2O3-Bi2O3体系中发光性能的研究

Y2O3:Eu3+磷光体中的Eu3+在6100Å附近呈现很强的尖峰发射.这个磷光体虽然在阴极射线和短波紫外光(约2500Å激发下是十分有效的,但是对于长波紫外光激发却很不灵敏.Datta[2]於1967年报导在Y2O3:Eu3+磷光体中加入少量Bi3+,在3650Å长波紫外光激发下可增强Eu3+在6100Å的尖峰发射强度.     

耐高温型4-卤代(氟、氯)苯甲酸铽配合物的合成及荧光性能研究

以4-氟苯甲酸(4-FBA)、4-氯苯甲酸(4-ClBA)为配体制备了具有良好热稳定性的稀土配合物Tb(4-FBA)3·2H2O和Tb(4-ClBA)3·2H2O,与前期工作中合成的Tb(4-BrBA)3的紫外及荧光光谱进行了分析比较。紫外-可见光吸收光谱表明,相同浓度下,3种配合物的紫外吸收能力以Tb(4-FBA)3·2H2O、Tb(4-ClBA)3·2H2O、Tb(4-BrBA)3顺序依次增大。液体荧光光谱表明,Tb(4-ClBA)3·2H2O的荧光发射强度最强。从配体的能级、配合物的紫外吸收能力及能量传递过程中的热振动损耗等方面对实验结果进行了讨论分析。热重分析表明,Tb(4-FBA)3·2H2O和Tb(4-ClBA)3·2H2O在450℃出现快速分解。将2种配合物放置于马弗炉中350℃加热1 h后,发现Tb(4-FBA)3·2H2O的荧光发射强度降低了24%,Tb(4-ClBA)3·2H2O荧光发射强度仅降低了13%左右,表明2种配合物高温条件下分子结构保持稳定,加热后2种配合物的红外光谱也表明2种配合物在高温条件下未发生分解。     

SmxLa1-xP5O14和DyxY1-xP5O14晶体的荧光寿命研究

本文用脉冲衰减法和时间分辨荧光光谱法测量了六种不同稀土离子浓度的SmxLa1-xP5O4晶体的4G5/2→6HJ(J=5/2,7/2,9/2,11/2)四个能级和七种不同稀土离子浓度的DyxY1-xP5O14晶体的4F9/2→6HJ(J=15/2,13/2,11/2,9/2)四个能级的荧光寿命和荧光强度。结果指出,在这类晶体中,Sm3+和Dy3+的荧光寿命随着离子的浓度增加而变短,存在着严重的荧光浓度猝灭现象。最后还讨论了浓度与寿命,寿命与荧光强度的关系。     

SiO/SiO_2超晶格结构界面发光的研究

利用热蒸发技术在硅衬底上制备了层厚不同的SiO/SiO2超晶格样品.对其光致发光谱进行研究发现,随着SiO/SiO2超晶格中SiO层厚度的增加,发光峰在400～600 nm之间移动.研究表明,样品的发光中心来自于SiO/SiO2界面处的缺陷发光(界面态发光).即在样品沉积的过程中,在SiO/SiO2的界面处由于晶格的不连续性,会形成大量的Si-O悬挂键,这些悬挂键本身相互结合可以形成一定数量的缺陷,同时由于O原子容易脱离Si原子的束缚而产生扩散,因此,这些悬挂键可以与扩散的O原子结合,随着SiO层厚度的增加,在SiO/SiO2的界面处先后出现WOB(O3<≡Si-O-O·),NOV(O3≡Si-Si≡O3),E'中心(O≡Si·),NBOHC(O3≡Si-O·)等缺陷,这些缺陷在SiO层厚度增大的过程中对发光先后起到主导作用,从而使得发光峰产生红移.     

LaAlO3/SrTiO3界面的电子结构及光学性质的第一性原理研究

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,结合局域密度近似（LDA）研究了钙钛矿结构氧化物LaAlO3 /SrTiO3界面的电子结构及光学性质。能带结构分析表明当形成(AlO2)-/(TiO2)0界面时其禁带宽度为1.888 eV,呈现绝缘体的性质,当形成(LaO)+/(SrO)0界面时其禁带宽度为0.021 eV,呈现半导体或半金属性质。同时,对不同界面的光学性质也进行了研究,结果表明纯相的LaAlO3和SrTiO3的吸收系数、反射系数及能量损失谱强度明显高于由这两种单质形成不同界面的强度。     

Y2O3纳米晶中两种格位的Eu3+之间的能量传递

讨论了Eu^3 :Y2O3纳米晶在低温下的发光性质。比较了不同颗粒尺寸的Y2O3纳米晶中Eu^3 离子的发射光谱,根据不同温度下的激发谱,分析了处于Y2O3纳米晶中C2和C3i两种格位的激发峰强度随温度的变化,选择激发了不同格位的孤立的Eu^3 离子和处于相邻格位（C3i-C2)的Eu^3 离子对,结果表明,相邻Eu^3 离子对的能量传递速率比孤立的Eu离子之间的能量传递速率快,分析了纳米Eu^3 :Y2O3中猝灭浓度提高的原因。     

LB膜隔离层对表面增强喇曼散射的影响

本文首次利用LB膜作为分子—金属间的隔离层,考察了表面增强喇曼散射的电磁增强机理,监测了表面增强喇曼散射信号随隔离层厚度的变化。在银膜/LB膜/吡啶+氯化钾系中,实验结果表明,隔离层厚度为5nm时,表面增强喇曼散射效应仍然存在,但在15nm时已测不到其信号,实验支持了电磁增强机理。     

激光驱动含能复合飞片速度特性

采用真空磁控溅射方法制备了CuO/Al2O3/Al,(CuO/Al)Ⅱ/CuO/Al2O3/Al,(CuO/Al)Ⅷ/Al2O3/Al三种复合飞片,利用激光共聚焦显微镜和扫描电镜对复合飞片进行表征,结果表明,不同材料膜层的分界面清晰可见,复合薄膜的表面结构致密,颗粒基本尺寸可以达到nm级,均匀性好。利用光子多普勒测速技术对三种复合飞片速度进行测量,结果表明:将飞片靶放置在空气电离点偏前的位置(入射激光方向),增大聚焦光斑,能改善激光电离空气引起的能量屏蔽作用;含能烧蚀层CuO/Al的存在,有助于提高飞片速度。在含能薄膜烧蚀层厚度一定的情况下,增大周期、减小每层薄膜厚度,有助于提高含能薄膜反应程度,减小飞片上升沿时间。在同等激光能量密度下,(CuO/Al)Ⅷ/Al2O3/Al的上升沿时间低于(CuO/Al)Ⅱ/CuO/Al2O3/Al。     

利用能量传递实现可调全色单一白光BaMg2Al6Si9O30∶Eu2＋,Tb3＋,Mn2＋荧光粉（特邀）

利用高温固相法制备了全色单一白光BaMg2Al6Si9O30∶Eu2＋,Tb3＋,Mn2＋荧光粉。通过对其荧光光谱,能量传递效率,以及荧光寿命的研究,证实了Eu2＋-Mn2＋和Eu2＋-Tb3＋之间存在能量传递。在此体系中,白光由450,540和610 nm的3个谱带组成,分别来源于Eu2＋,Tb3＋,Mn2＋的发射。通过控制Tb3＋/Mn2＋的相对含量,可以得到色坐标为（0.31,0.30）,显色指数为90,色温为5 374 K的白光。因此,该单一白光荧光粉在白光照明领域具有潜在的应用前景。     

Effects of Interface Roughness on Interlayer Coupling in Fe/Cr/Fe Structure

Effect of interface roughness on antiferromagnetic coupling between Fe layers in a Fe/Cr/Fe trilayer, with Cr layer having a wedge form has been studied. All the samples have been deposited simultaneously on substrates having different roughness, thus it is being considered that there is no variation in the morphological features like grain size and grain texture of the films. Measurements have been done as a function of Cr spacer layer thickness and the peak value of antiferromagnetic coupling strength is compared among different trilayers, thus any influence of spacer layer thickness fluctuation from sample to sample has also been avoided. The samples are characterized by X-ray reflectivity (XRR) and magneto-optic Kerr effect (MOKE). XRR results show that the roughness of the substrate is not replicated at the successive interfaces. Antiferromagnetic coupling between Fe layers decreases with the increase of roughness of Fe/Cr/Fe interfaces.