甲基橙掺杂聚乙烯醇薄膜简并四波混频特性的实验教学研究

介绍了在近代物理实验课中开设甲基橙掺杂聚乙烯醇薄膜的简并四波混频特性的实验设计，论述了实验原理和实验中采用的非线性介质的结构与性能．研究了泵浦光与探测光之间的夹角等实验条件对实验结果的影响，得到了相位共轭光强度与探测光和泵浦光的关系．分析了实验中产生的信号光强度和反射系数的变化及产生这种变化的机制．     

笼中阴离子基团对Nd~(3+)掺杂C12A7粉体红外发光的影响

采用自蔓延燃烧法制备了不同Nd3+掺杂浓度的具有笼状结构的12Ca O·7Al2O3(C12A7∶x%Nd3+)粉体材料。在808 nm波长的激发下,观测到了位于887,1 069,1 340 nm附近的3个近红外发射峰,分别归属于Nd3+的4F3/2→4IJ/2(J=9,11,13)跃迁。Nd3+掺杂摩尔分数达到0.5%时,红外光发射较强,且没有观察到杂质相。在H2气氛下对样品进行1 300℃热处理之后,笼中OH-和H-浓度增加,笼子发生畸变,晶粒尺寸变大,样品的结晶性变好。通过在空气下热处理,减少了高能振动基团OH-的数目,进一步增强了近红外光发射。变温光致发光谱测量结果表明,C12A7∶x%Nd3+样品具有较高的热激活能,在红外激光器上有潜在的应用前景。     

基于不同簇单元构筑的三维超分子化合物(4,4'-bipy)_8H_9[PW_(12)O_(40)]_2[PW_(12)O_(40)]·11H_2O的水热合成与晶体结构

通过水热合成技术合成了一个由经典的Keggin和pseudo-Keggin双阴离子,以4,4'-bipy为有机模板剂共同构筑成结构新颖的三维超分子化合物(4,4'-bipy)8H9[PW12O40]2[PW12O40]·11H2O,对其进行了IR、XPS等表征,单晶X射线衍射分析结果表明,该化合物属于单斜晶系,P1—空间群,晶胞参数:a=1.1843(13)nm,b=1.9218(2)nm,c=2.1036(2)nm,α=63.3420(10)°,β=74.148(2)°,γ=79.721(2)°。由Keggin簇阴离子[PW12O40]3-构筑的一维超分子双链穿插于Pseudo-Keggin簇阴离子[PW12O40]3-二维超分子层的规则的菱形孔道中,形成新奇的三维超分子结构。     

双波长Pr3+掺杂12CaO·7Al2O3的光存储特性

采用化学共沉淀法制备了Pr3+掺杂的12CaO·7Al2O3(C12A7:Pr3+)材料.通过X射线衍射(XRD)、发射光谱、激发光谱、余辉衰减曲线、热释发光及光激励发光等测试手段系统研究了C12A7:Pr3+材料的微观结构和光学性质.结果表明,C12A7是一种理想的适合Pr3+掺杂的基质材料,C12A7:Pr3+具有...     

具有三维结构的Co(II)配合物二阶非线性光学性质的DFT研究

以实验合成出的Schiff碱配体和Co(II)配合物为母体,设计了Schiff碱配体和具有三维结构的Co(II)配合物.采用密度泛函理论的B3LYP/6-31g(d)-FF方法对具有开壳层电子组态Co(II)配合物及相应配体的二阶非线性光学(NLO)效应进行了计算.结果表明:Schiff碱配体形成配合物后分子的二阶NLO性质没有发生大的改变,这是由于金属Co2 离子在配合物电荷转移(CT)过程中起到了桥的作用,对分子的二阶NLO响应直接贡献不大.结合配合物的前线分子轨道分析发现,在分子内电荷转移过程中,对分子二阶NLO系数的主要贡献是配体内电荷转移(ILCT)跃迁.     

CCD探测器在可擦除光存储实验中的应用

本文利用ＣＣＤ作为光探测器采集和测量可擦除光存储实验中连续变化的衍射信号,对用ＣＣＤ进行实时动态信号的测量原理和特点做了探讨,并设计了一套ＣＣＤ探测装置用于采集、显示和分析甲基红偶氮染料掺杂的聚乙烯醇（ＭＲ／ＰＶＡ）和酸化甲基红偶氮染料掺杂的聚乙烯醇（ＡＭＲ／ＰＶＡ）薄膜材料的光存储数据该装置操作简单,结果直观,具有较高的测量速度和测量精度,适于动态光信号测量。     

白光LED用Li^+/La^3+共掺杂BaSi2O5∶Eu^2+绿光发射荧光粉的制备及其发光性能和热稳定性

通过Li^+/La^3+同比例共掺杂策略,在氢气气氛下烧结制备了Li0.06La0.06Ba0.84Si2O5∶4%Eu^2+(LLBSO∶Eu2+)高效绿色发光荧光粉。相比于未掺杂样品Ba0.96Si2O5∶4%Eu2+(BSO∶Eu^2+),Li^+/La^3+共掺有助于单一相LLBSO∶Eu^2+荧光粉的合成,能有效降低烧结的温度和缩短合成时间。我们发现该策略节约荧光粉合成成本的同时,也可以显著提高其光学性能。相关测试表明,Li+/La3+共掺杂样品平均颗粒尺寸主要分布在1.1~2.7μm,颗粒团聚现象不明显,符合涂覆LED芯片要求。该样品可以有效地被365 nm近紫外LED芯片激发,产生位于502 nm的强的宽带绿光发射,其归属于Eu2+的5d-4f跃迁,发光强度是未掺杂样品的168%。此外,LLBSO∶Eu^2+荧光粉在150℃时发光强度仍保持在室温时的98%左右,具有良好的热稳定性。该样品CIE坐标位于绿光区(0.217,0.410)。通过绿粉/红粉和绿粉/红粉/蓝粉混粉策略,制得了色温为2918~4037 K的白色发光LED,其显色指数(Ra)均大于85,具有良好的热稳定性。实验结果表明,Li^+/La^3+共掺单一相的BSO∶Eu^2+绿色发光荧光粉是制备近紫外激发白光发射LED的优良候选荧光粉材料。     

CaGdAlO4:Eu3+荧光粉的制备及其X射线存储特性研究

采用自蔓延燃烧法制备了不同Eu~(3+)掺杂浓度的CaGd_1-xAlO_4:xEu~(3+)(CGA:xEu~(3+))X射线荧光粉材料.当Eu~(3+)掺杂浓度在0～0.150范围时,Eu~(3+)取代了基质中处于无中心反演对称的格位,使CGA:xEu~(3+)样品呈现为单一相,并可观察到红光发射.当x=0.100时,红光发射强度达到最大.随着Eu~(3+)离子浓度增加,Eu~(3+)离子之间的距离减小,增大了Eu~(3+)→Eu~(3+)→猝灭中心的能量传递几率,出现了发光猝灭现象.实验发现,当Eu~(3+)掺杂浓度为0.003时,光激励发光强度最大.对CGA:0.003Eu~(3+)样品进行氮气气氛热处理后,CGA中的OH~-离子基团减少,红光发射的发光强度增强.热释曲线表明CGA:0.003Eu~(3+)样品中存在两种类型的陷阱,其陷阱深度分别为0.79eV和0.93eV.经氮气热处理后的CGA:0.003Eu~(3+)样品,较深陷阱数量显著增多,光激励发光强度增强,光存储性能显著提高.随着X射线辐照时间的增加,X射线吸收剂量在0～11.8Gy范围内大致呈线性增加的趋势.当X射线吸收剂量为1.2Gy时,以在氮气气氛下热处理CGA:0.003Eu~(3+)圆片为成像板,得到了较高质量X射线红色成像.实验结果表明,Eu~(3+)掺杂的CGA X射线荧光粉材料在以CCD为光探测器的计算机X射线医学成像技术中有潜在的应用前景.     

单锰取代的Keggin型多酸吸附大气小分子X(X=H2O,N2,O2,NO,N2O,CO和CO2)的密度泛函理论计算研究

基于密度泛函理论（DFT） M06L方法对一系列单锰取代的Keggin型POM吸附大气小分子X（X=H₂O,N₂,O₂,NO,N₂O,CO和CO₂）配合物的分子几何,电子结构和成键性质进行了系统研究。由于POM的多阴离子性质,铯盐Cs₄[PW₁₁O₃₉Mn^ⅢH₂O]被用来考虑抗衡离子效应。DFT-M06L计算表明,当改变4个Cs抗衡阳离子的位置时,多酸阴离子的几何结构和电子结构参数几乎没有变化。当不考虑抗衡离子效应,在气相和溶液中单独优化多酸阴离子（[PW₁₁O₃₉Mn^ⅢH₂O]^4-）时,其主要几何和电子参数没有显著变化。比较不同自旋态的能量表明[PW₁₁O₃₉Mn^ⅡX]^4-（X=H₂O、N₂、N₂O、CO和CO₂）的最低能量态是高自旋五重态,[PW₁₁O₃₉Mn^ⅢO₂]^4-为三重态,而[PW₁₁O₃₉Mn^ⅢNO]^4-则为双重态。这些大气小分子在类卟啉POM配体上的吸附能量按照以下顺序增加：N₂ < N₂O < CO≈CO₂ < O₂ < H₂O < NO。POM-Mn-NO配合物具有较大的吸附能。Mulliken布居分析表明,NO配体与多酸中Mn^Ⅲ中心的相互作用主要来自于中间自旋态的Mn^Ⅲ中心与NO^·分子之间的反铁磁性耦合相互作用。     

Cr3+单掺杂及Eu3+/Cr3+共掺杂GdAlO3近红外长余辉发光纳米粒子的制备、微结构及光学特性

同时可作为磁共振成像造影剂与近红外余辉光学成像光学探针双功能的纳米粒子,在生物医学领域具有重要的应用价值。采用自蔓延燃烧法制备了不同掺杂浓度的GdAlO₃∶x%Cr3+及GdAlO₃∶1%Cr3+, y%Eu3+近红外长余辉发光纳米粒子。并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、激发和发射光谱及发光动力学分析等技术手段,较系统地研究了其微结构及光学特性。实验结果表明,Cr3+取代了GdAlO₃中的Al3+的格位,单掺样品的平均粒子尺寸约为202 nm。GdAlO₃∶x%Cr3+样品的激发谱显示,激发峰来源于Cr3+和Gd3+的跃迁;在583 nm的激发下,在650～750 nm近红外范围内,出现四个近红外光发射峰。其中,725 nm处的发射峰归属为禁戒跃迁2E到4A₂的零声子线, 700和750 nm处的发射峰则为声子边带的发射。在0.2%～2.0%的掺杂浓度范围内,随着Cr3+掺杂浓度的增加,这些发射峰的强度先增强后减弱,最优浓度为1%。而位于735 nm处的发射峰强度随Cr3+浓度增大而增大,其归属于Cr3+-Cr3+对的发光。同时,单掺样品可观察到位于725 nm的长余辉发光,其中GdAlO₃∶1%Cr3+纳米粒子的余辉时间最长,并超过30 s。在上述Cr3+最优浓度（1%）基础上,通过Eu3+取代GdAlO₃基质中Gd3+的格位,实现了Eu3+/Cr3+共掺杂。实验发现,在266 nm激发下,在红光区域范围内可观察到以位于614 nm处的发射为主的一系列发射峰。尤其,由于存在Eu3+到Cr3+的能量传递,在近红外区出现了位于725 nm处Cr3+的近红外发射峰。当Eu3+浓度为13%时,与Cr3+单掺杂样品相比,其样品的平均粒子尺寸虽然减小到167 nm,但在275 nm紫外光照射5 min停止后,发现共掺样品在位于725 nm处Cr3+的余辉发光强度明显增强。通过比较分析单掺和共掺样品的吸收和发射光谱及发光动力学的结果,验证了由于Eu3+到Cr3+的持续能量传递可引起较显著地近红外余辉发光增强的结论。同时,该研究为设计新型的近红外长余辉发光纳米材料提供了新的思路。