宁波材料所在碳基荧光纳米材料研究中取得进展

多色荧光材料,特别是单一波长可激发的三原色(红、绿、蓝)荧光材料在诸如生物成像、化学传感、全色显示及LED等领域具有非常重要的应用价值。目前市场上多色荧光材料主要以半导体/稀土/过渡金属基荧光粉、有机荧光染料及半导体量子点为主,但这些材料均具有制备过程繁杂、成本高、光稳定性差或较高的     

基于稀土上转换纳米粒子制作指示牌标识的研究

采用热解法制备NaYF4∶ Yb,Er纳米粒子,并通过TEM和XRD对纳米粒子的形貌和结构进行表征,结果表明制备的NaYF4:Yb,Er是β相纳米粒子,形态均一,尺寸约24 nm.并对Er3+典型的绿色上转换荧光的产生机制和荧光光谱进行了研究.进一步搭建指示牌标识成像系统,基于制备的NaYF4∶Yb,Er纳米粒子作为荧光标记材料,利用Er3+的2H11/2/4S3/2-4I15/2跃迁产生绿色上转换荧光对指示牌标识进行成像,得到了高对比度的荧光成像.     

InGaAlP/InGaP多量子阱中的红外向可见光的上转换

利用808nm激光二极管泵浦的Nd:YAG晶体发出的1064nm皮秒激光器实现了InGaAlP多量子阱材料的红外1064nm向可见光波长660nm、625nm、580nm的上转换,并且通过条纹相机收集的时间分辨表征了此材料的上转换激发态的寿命.波长1064nm向625nm的上转换激发态寿命约为5ns,而1064nm向660nm的上转换激发态寿命约为7ns.通过双光子原理解释了此现象.     

“用于均相FRET检测的纳米稀土荧光生物标记材料的研制”通过专家评审

9月27日,福建物构所陈学元研究员主持完成的福建省杰出青年基金项目用于均相FRET检测的纳米稀土荧光生物标记材料的研制通过省科技厅组织的专家评审。在听取了项目组的工作汇报后,评审委员会一致认为,该项目研究处于国际前沿领域,项目组超额完成了项目任务书规定的研究内容,研究成果得     

石墨烯锁模激光研究取得重要进展

超快锁模激光具有优秀的时域和频域特征,在基础科学研究、超快激光光谱、量子相干控制、微加工、光通讯和等离子成像与诊断等许多新的领域有非常重要的应用。当前常用的被动锁模器件具有带宽窄和高成本的缺点,限制了超快激光的发展。因此探索和应用新型的被动锁模材料和锁模技术是超快激光研究领域的热点和重点之一。     

水热法合成Cu-In-Zn-S量子点及其荧光性能研究

通过水热法制备了Cu-In-Zn-S (CIZS)四元量子点,采用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、荧光分光光度计(PL)研究了不同反应温度和Cu/In摩尔比对CIZS量子点的物相组成、显微形貌以及荧光性能的影响,同时利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对CIZS量子点的表面性质进行表征.结果 表明,量子点颗粒在水溶液中呈类球型并且具有良好的分散性,粒径大小为3～4 nm.合成的CIZS量子点具有优异的荧光性能,随着反应温度的升高,量子点的荧光强度逐渐增强;当反应温度为110℃时,量子点的荧光强度最高;然而,过高的反应温度造成了In2S3杂质相的形成,荧光强度随之降低.此外,随着Cu/In摩尔比的减小,CIZS量子点的发光峰位由675 nm蓝移至644 nm,同时量子点的荧光强度逐渐提高;当n(Cu)/n(In)=1∶7时,荧光强度达到最高值.同时,量子产率(QYs)达到最大值6.2;.基于CIZS量子点的LED成功实现发光,其中显色指数达81.2,发光效率为36.8 lm/W,表明了CIZS量子点在照明领域良好的应用前景.     

液晶膜红外热成像的再研究

本工作是在过去研究液晶膜红外热成像工作的基础上改进了膜结构并对成像规律进行了较优深入地研究，并认为自己研制的新型膜（液晶微晶膜）与市售的液晶微胶囊膜都可用于红外热成像。     

水热法合成NaYF4:Yb3+-Er3+及其上转换发光性质

采用水热法合成了不同浓度Yb3+和Er3+共掺NaYF4上转换发光材料.利用X-射线粉末衍射技术鉴定了物相的纯度,结果表明,样品的XRD与NaYF4(JCPDS 28-1192)标准卡片一致,均为纯相,结晶度高.在扫描电镜的辅助下,对样品的形貌进行了表征分析,其微观形貌呈六方棱柱状,柱长7μm左右,直径3μm左右,且尺寸分布均匀.在此基础上,利用荧光分光光度计(激发光源为980 nm激光器)对样品的发光性能进行了测试,在980 nm激光器的激发下,得到了发射峰位分别位于525 nm、550 nm、660 nm组成的上转换光谱,可指认为Er3+的2 H11/2,4 S3/2→4 I15/2(绿光)和4 F9/2→4 I15/2(红光)跃迁.进一步讨论了样品发光强度和泵浦源功率之间的关系,发现绿光和红光发射均为双光子过程.     

CdS纳米晶的制备及其荧光研究

以醋酸镉、L-半胱氨酸为主要原料,采用水热法制备了尺寸小于10nm、具有强光致荧光的纤锌矿结构CdS半导体纳米晶.水热法可以将晶核形成与晶体生长阶段较好地分开,加之提供的高温熟化条件,可以得到粒度小而均匀、结构良好的纳米晶.用高分辨透射电镜(HRTEM)、XRD对产品的晶体大小、结构进行了详细地表征,分析了影响纳米晶尺寸的因素,用相关性较好的荧光激发与发射光谱研究了硫化镉纳米晶的光致荧光性能.制备的硫化镉(CdS)纳米晶结构良好、粒度均匀、荧光激发专一,最大激发波长在338nm,其发射荧光的波长位于419nm,发射强度大.     

基于人工微纳结构的平板衍射透镜

现代显微镜中的物镜受限于瑞利衍射极限,其分辨率不能满足生物成像、材料科学以及光刻等领域的需求。目前,突破瑞利衍射极限的方法可分为近场(如扫描近场光学显微镜、超透镜、微球透镜)和远场(如受激辐射损耗显微镜、光激活定位显微镜、随机光学重建显微镜)方法。然而,前者利用纳米探针散射物体表面一个波长范围内的倏逝波,极具挑战性;而后者对样品有选择性,只适用于荧光分子样品,且会对样品造成损伤。近年来,平板透镜利用波带片、光子筛以及梯度超构表面等人工微纳结构来控制光的衍射,具有小型化、高数值孔径、大焦深、亚衍射极限聚焦等功能,为远场无标记超分辨率成像提供了一个可行的解决方案。本文从衍射聚焦光学的统一理论出发,总结平面衍射透镜的最新进展,揭示基于光场调控实现纳米聚焦的物理机制,介绍平板衍射透镜的设计原理、光学性能、微纳结构特性和材料影响,详细讨论平板衍射透镜的光学像差(如离轴像差和色差)及其校正,平板衍射透镜在纳米成像、光刻以及光电子能谱仪中的应用,最后展望其未来的发展方向和机遇。     

中空介孔SiO2纳米球的制备、改性及其对Al3+荧光识别研究

中空介孔SiO2由于中空多孔的结构而常用作功能材料的基底.将中空介孔SiO2进行官能团修饰,并应用为荧光传感材料是中空介孔SiO2一个重要的研究领域.本论文采用聚丙烯酸(PAA)为中空模板,聚醚F127为造孔剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氨水为催化剂在乙醇体系中制备了中空介孔SiO2纳米球.系统研究了搅拌速度和聚醚F127引入量对中空介孔SiO2纳米球形貌及比表面积的影响.通过透射电镜、N2-等温吸附脱附曲线等表征说明该合成方法具有很好的普适性,通过调节F127的引入可以实现对比表面积的有效控制.通过氨基化、席夫碱反应进行荧光修饰,进一步研究表明荧光修饰后的中空介孔SiO2纳米球在水溶液中能够实现对Al3+的有效检测,检测限为1.19×10 -7M.     

Scx:Fey:Cuz:LN晶体的生长及非挥发性全息存储的研究

本文首次采用Czochralski法生长优质的Scx:Fey:Cuz:LN (x=0,1;, 2;, 3;, 3.5;, y=0.1;, z=0.06;)晶体.测试了晶体抗光致散射能力,以二波耦合光路测试晶体的衍射效率、写入时间和擦除时间,计算光折变灵敏度和动态范围.结果表明:Sc(2mol;):Fe:Cu:LN和Sc(3mol;):Fe:Cu:LN晶体抗光致散射能力比Fe:Cu:LN晶体高两个数量级以上,Scx:Fey:Cuz:LN晶体的写入速度、光折变灵敏度和动态范围等全息存储性能优于Fe:LN晶体.首次采用氪离子激光(482.0 nm,蓝光)作开关光,氦氖激光(632.8 nm,红光)做记录光,以Sc:Fe:Cu:LN晶体作为双光子全息存储记录介质,实现了双光子全息存储固定(非挥发性全息存储).     

碲锌镉器件技术进展及其在SPECT中的应用

核医学成像设备中的探测器是整个设备的核心部件。基于闪烁体探测器的核医学成像设备存在光电转换效率低和能量分辨率差等关键问题,短期内难以有效解决。而近年来碲锌镉半导体探测器的发展使得核医学成像设备在能量分辨率和空间分辨率等方面取得了很大的提高。本文以单光子发射计算机断层成像(SPECT)技术为例,首先介绍了核医学成像原理及设备组成,然后从碲锌镉探测器的工作原理及基本结构出发,综述了碲锌镉探测器的新技术及其在临床核医学的应用,最后结合核医学领域应用的需求展望了碲锌镉探测器的研究重点和技术发展趋势。     

一例吡嗪羧酸镉配合物的合成、结构及荧光性质研究

吡嗪化合物因其独特的结构及活性被广泛应用于制药、医学、化学等领域。水热法以水作为溶剂,具有绿色无污染、简单易操作等特点,是合成配合物的首选方法。本文以2,6-双(2-吡嗪基)吡啶-4-对苯甲酸(Hbppc)和CdCl₂·2.5H₂O为原料,用水热合成法合成了一例新型的配位化合物[Cd(bppc)(H₂O)Cl]_n,并运用单晶X射线衍射、红外光谱和拉曼光谱分析等手段对配合物的结构进行了表征,结果表明此配合物为一维链状结构。对自由配体2,6-双(2-吡嗪基)吡啶-4-对苯甲酸及配合物[Cd(bppc)(H₂O)Cl]_n进行荧光分析,结果表明所得配合物具有较好的荧光性质。     

温和氢气等离子体对薄层二硫化钼的影响研究

薄层二硫化钼(MoS2)作为一种二维过渡金属硫属化合物(TMDC)具有较好的光学和电学特性,在目前的半导体光电功能器件领域中具有良好的应用前景.本文主要采用一种温和等离子体技术并在以氢气作为先驱气体的环境下对薄层二硫化钼进行处理,研究处理前后以及后续退火后薄层二硫化钼的光学与电学特性的变化.研究表明,氢原子在温和等离子体的作用下会渗入薄层MoS2,从而改变原始的晶格结构并影响MoS2的晶格振动,导致荧光淬灭,同时使薄层MoS2趋于本征或者p型.后续退火会引起极少数MoS2分子与氢原子的重新键合,从而改变其带隙.     

InSe/石墨烯异质结光学特性的研究与调控

InSe是一种新兴的二维层状材料,具有多种优异的光学特性.随着层数的降低,带隙从近红外逐步变到可见(1.26 eV到2.11 eV),如此大的可调谐的带隙和高本征迁移率,让其在光电探测领域有着良好的应用前景.但是研究发现,InSe在空气中不稳定,易被氧化,很大的限制了其应用.而石墨烯具有极宽的光谱吸收范围和高电子迁移率,同时具有理论上97.7;的透光率.因此石墨烯-InSe复合体系能够充分将石墨烯优异的电子传输特性以及InSe突出的光学吸收特性结合起来,从而提升光电性能.本文首先利用干法转移制备了石墨烯和InSe的异质结构,然后通过阶段式退火处理调控了两者之间的相互作用,研究发现随着退火时间的加长,被石墨烯覆盖的InSe荧光强度逐渐降低,说明二者之间相互作用逐渐增强,InSe中更多的电子转移到石墨烯中,极大的提升其光电特性.该结果为异质结相互作用的调控以及光电性能的提升提供了非常好的途径.     

MgAl2O4:Cr3+单晶光纤生长与荧光温度特性研究

采用激光加热基座法制备了0.5at;Cr3+掺杂镁铝尖晶石单晶光纤.通过XRD、荧光光谱、荧光寿命测试对所制备的单晶光纤的晶相、荧光温度特性进行了实验研究,结果表明所制备的MgAl2O4:Cr3+单晶光纤的主晶相为MgAl2O4晶相,镁铝尖晶石晶相结构并没有因Cr3+掺入而发生改变,在405nmLED激发下,随着温度升高MgAl2O4:Cr3+单晶光纤荧光强度下降,尤其是2E→4A2能级跃迁产生的荧光强度下降明显,同时随着温度的升高,MgAl2O4:Cr3+单晶光纤的荧光寿命随温度单调下降,系统荧光寿命从室温293K的7.74ms下降到723K的0.5ms左右.由于其相对较长的荧光寿命,MgAl2O4:Cr3+单晶光纤非常适合作为荧光温度敏感材料应用于荧光寿命型光纤温度传感器.     

可调谐激光晶体Cr:GSGG的光谱分析及晶场参数计算

用提拉法成功生长出了优质的Cr3+:Gd3Sc2Ga3O12晶体,测定了室温下的吸收光谱和不同温度下的荧光光谱,计算了晶场参数,发现荧光峰值及晶场参数与以前文献报道的均不相同.吸收光谱中,在458.5nm和642.5nm出现了较强的宽带吸收峰,分别对应于Cr3+的4A2→4T1和4A2→4T2的吸收跃迁,在678nm处又叠加了一个非常弱的吸收峰,对应于4A2→2T1的吸收跃迁.测试了晶体从7K到室温的荧光光谱和荧光寿命,在650～850nm范围内出现了宽带荧光,对应于Cr3+的4T2→4A2的发射跃迁.随着温度的升高,荧光峰向长波方向移动,荧光峰半高宽增大,室温下其荧光峰值在732nm,半高宽约为80nm.低温(7K)下的荧光谱中,在694nm处观察到了尖而锐的R线(零声子线),对应于Cr3+的2E→4A2的发射跃迁.由于温度猝灭效应,随着温度升高,晶体的荧光寿命降低,室温下荧光寿命约为114μs.计算了晶场强度参数Dq/B=2.49,4T2零声子能级与2E能级的间距△E为204cm-1,这些参数表明Cr3+处在较弱的晶场中,有利于4T2→4A2的宽带跃迁,Cr:GSGG晶体是较为理想的可调谐激光工作物质.     

福建物构所深紫外非线性光学晶体材料研究获新进展

<正>深紫外激光具有波长短、光子能量高等优点,因而在高分辨率成像、光谱应用、微细加工等诸多领域具有重要的应用价值,利用深紫外非线性光学晶体进行变频是获得深紫外激光的主要手段。优良的深紫外非线性光学晶体既要具有大的非线性光学效应,又要具有短的紫外吸收边,而这两种性能在某种程度上是相互冲突的,这就需要在两者之间达到一个微妙的平衡。目前,已知的深紫外非线性光学晶体几乎都是硼酸盐,基     

宁波材料所CT闪烁陶瓷产业化关键技术取得突破

<正>闪烁陶瓷是一类可实现高能射线或粒子向紫外-可见光转换的功能材料,在医学成像、安全检查、油气勘探、工业探伤以及高能物理等领域有着广泛的应用。CT是闪烁陶瓷最大的应用方向之一,其作为现代医学诊断中一种重要的医疗成像手段,在肿瘤、心血管、神经系统、骨科以及其他许多疾病的诊断上起着不可或缺