Sm~(3+)掺杂(Y,Tb)AG:Ce~(3+)荧光粉的制备及光谱性能

采用柠檬酸溶胶凝胶燃烧合成法制备了一系列组成的(Y,Tb)3Al5O12:Ce3+,Sm3+荧光粉。通过X射线衍射、荧光光谱研究了不同Sm3+离子共掺杂浓度下(Y,Tb)AG:Ce3+荧光粉的晶体结构及光致发光性能。Rietveld全图拟合(Rietveld method of wholepattern fitting)结果表明:掺杂后样品仍为纯立方石榴石相,随着Sm3+离子共掺杂浓度的增加,样品的晶胞参数增大。在467 nm激发下,激发能由Ce3+离子向Sm3+离子单向传递,从而在617nm处出现红光发射。Tb3+离子取代不利于Ce3+离子与Sm3+离子的能量传递,同时Ce3+离子受更强的晶体场作用及与O2-离子间增强的共价性使发射主峰红移,Sm3+掺杂的TAG:Ce体系中,激发能由敏化剂Ce3+离子向激活剂Sm3+离子的传递路径包括5d→4f2F5/2,7/2(Ce3+)和7F6→5D4(Tb3+)到4G5/2→6H7/2(Sm3+)两部分。     

钛表面含硅羟基磷灰石涂层的电化学合成和表征

在含有Ca2+,PO43-以及SiO32-的电解液中,通过电化学恒电位方法,在工作电压为3 V温度为85℃的条件下沉积1 h,于钛表面上制得含硅羟基磷灰石涂层。通过电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、探针式轮廓仪(SP)、红外光谱(FTIR)对涂层进行分析。结果表明:电化学恒电位方法可制得Si饱和含量为0.55wt%左右的Si-HA涂层,Si以SiO44-形式取代PO43-进入HA晶格,造成羟基磷灰石中OH-减小以维持电荷平衡。另外,电解液中Si元素的存在抑制涂层中HA晶体的生长,使涂层变薄,且当电解液中nSi/(nSi+nP)达到20%时Si-HA晶体形貌由单独的棒状转变为根部相连的树枝状。     

一道高考题的另解与推广

文[1]利用圆锥曲线的定义解决了2010年高考全国卷I理第16题,读后很受启发．本文给出此题的另解,并将焦点一般化,给出与椭圆焦点、焦半径比、直线斜率有关的一类试题的推广．     

点焦距与焦半径的一个关系式

引子 如图1,在平面直角坐标系中,过点P(m,n)作圆x2+y2=R2的切线PA、PB,A、B为切点,设O为圆心.则PO2＝m2+n2,AO·BOm2+n2=R2,PO2=m2/R2+n2/R2.根据圆与圆锥曲线的相关性,可将这一结论拓展到一般圆锥曲线.     

暗场共焦布里渊光谱探测系统

共焦布里渊光谱技术因其具有无创、无标记、高空间分辨等优点,被广泛应用在物理化学、材料科学、矿物学等领域。但自发布里渊散射强度弱,在探测系统消光比不足的情况下,布里渊信号光谱容易与弹性背景光发生交叠甚至是被湮没,因而无法实现对布里渊频移的精确测量。尤其在生物医学等前沿领域,浑浊介质粘弹性探测需求的日益增加对布里渊光谱探测系统的抗弹性背景光性能提出了更高的要求,解决共焦布里渊光谱探测系统消光比不足这一问题刻不容缓。为了提高共焦布里渊光谱探测系统的消光比,本文构建了一种暗场共焦布里渊光谱探测系统,将暗场照明应用于共焦布里渊探测中,利用光阑实现了中心遮挡的环形照明、中心通光的圆形收集的光路配置。照明光路与收集光路非交叉的特殊配置,保证了激发光强的同时避免了系统对镜面反射光的收集,因而使得弹性背景光被削弱,布里渊信号光谱显露,提高了系统的消光比。实验表明：相较于传统明场照明配置,暗场共焦布里渊探测系统的抗弹性背景光性能提升,消光比提高了20 dB;0.001%浓度的脂肪乳溶液在暗场配置下背景光得到明显压制,布里渊信号光谱显露,实现了对浑浊介质的布里渊频移数据的精确测量;选取蒸馏水、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅玻璃三个标准样品验证暗场配置下的非严格背向散射角,理论分析与实验相吻合,保证了后续轴向声速、纵向弹性模量等参数的计算结果的准确有效。暗场共焦布里渊光谱探测系统综合暗场照明与共焦探测的优点,既拥有共焦探测的高空间分辨率,又借助暗场光路配置提升了系统的抗弹性背景光性能,实现了高消光比、高空间分辨的布里渊光谱探测,为生物医学、材料科学等前沿领域实现对物质机械性能的实时无损探测提供了新的思路。     

共轭高聚物中的杂质分布：晶格形态及高浓度掺杂效应

基于扩展Su-Shrieffer-Heeger (SSH)模型,通过自洽计算的数值方法,研究了共轭高聚物链表现为孤子态和大极化子态两种不同晶格形态时链内的杂质分布情况,计算结果显示,分立的畴壁可导致高聚物链中形成多个稳定的势阱,有利于杂质在链中聚集分布。此外,还研究了在较高浓度的掺杂条件下,共轭高聚物链内的杂质分布规律。结果显示,杂质倾向于在中心区形成高浓度分布,而在链端区,杂质更倾向于离散分布。该研究表明,高浓度掺杂下杂质分布具有稳定的特征,晶格形态对杂质分布具有显著的影响,这些结论可为实验上操控杂质在共轭高聚物中的分布提供一定的帮助。     

Ti和Al共掺杂ZnS的电子结构和光学性质

基于密度泛函理论的第一性原理研究Ti和Al单掺杂和(Ti,Al)共掺杂ZnS的能带结构、电子态密度分布、介电函数、光学吸收系数,分析了掺杂后电子结构与光学性质的变化.计算结果表明:掺杂后禁带中引入了新的杂质能级,费米能级进入导带.掺杂改变了ZnS晶体的导电特性,使它表现出金属特性,导电性能增强;与纯净ZnS相比,Ti单掺杂和(Ti,Al)共掺杂ZnS的吸收边均出现明显的红移,且在1.79eV左右出现了一个新峰;而Al单掺杂ZnS的吸收边则发生明显的蓝移,且不产生新的吸收峰.     

微乳液-水热结合法制备光色可调的α-NaYF4:Yb,Er,Tm纳米材料

采用微乳液-水热结合法制备了NaYF4:Yb3+,Er3+,Tm3+纳米粒子,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对样品的物相、结构和形貌进行了分析与表征。产物的X射线衍射峰与标准卡片PDF#77-2042完全一致,属于立方相NaYF4;SEM图片显示所制备的纳米粒子形貌和粒径都比较均一,为120nm左右的棉花状小球,由纳米微粒聚集而成;在980nm光的激发下,纳米粒子能够同时发出蓝光(438和486nm)、绿光(523和539nm)和红光(650nm);通过调节Tm3+:Er3+的比例(0,0.5,0.8,1,2,3,5,7),由色度坐标图(CIE)可以看出当Tm3+和Er3+的比例从0增加到2时,样品的整体发光光色是向绿光方向移动;当Tm3+和Er3+的比例为1:1时,得到伪白光;Tm3+和Er3+的比例从2到7时,样品整体的发光向红光方向移动。     

稀磁半导体Zn1-xFexO纳米颗粒的光谱研究

利用水热法制备了Zn1-xFexO(x=0,0.01,0.05,0.10和0.20)纳米稀磁半导体材料。由X射线衍射图谱的结果表明,制备的Zn1-xFexO样品为纤锌矿结构,没有金属铁等第二相出现;高分辨透射电子显微镜的结果表明,形貌为分散性良好的纳米颗粒,晶格清晰;拉曼光谱结果表明(E2High)峰位向高频移动,半高宽宽化,峰强减弱;光致发光光谱结果表明,随着Fe离子的掺入,紫外峰向低能移动,光致发光光谱发生了猝灭现象;UV-Vis光谱可看出,光学带隙减小,发生了红移现象。这些结果表明Fe3+成功替代Zn2+进入到ZnO晶格。     

BN链掺杂的石墨烯纳米带的电学及磁学特性

基于密度泛函理论第一性原理系统研究了BN链掺杂石墨烯纳米带(GNRs)的电学及磁学特性, 对锯齿型石墨烯纳米带(ZGNRs)分非磁态(NM)、反铁磁态(AFM)及铁磁性(FM)三种情况分别进行考虑. 重点研究了单个BN链掺杂的位置效应. 计算发现: BN链掺杂扶手椅型石墨烯纳米带(AGNRs) 能使带隙增加, 不同位置的掺杂, 能使其成为带隙丰富的半导体. BN链掺杂非磁态ZGNR的不同位置, 其金属性均降低, 并能出现准金属的情况; BN链掺杂反铁磁态ZGNR, 能使其从半导体变为金属或半金属(half-metal), 这取决于掺杂的位置; BN链掺杂铁磁态ZGNR, 其金属性保持不变, 与掺杂位置无关. 这些结果表明: BN链掺杂能有效调控石墨烯纳米带的电子结构, 并形成丰富的电学及磁学特性, 这对于发展各种类型的石墨烯基纳米电子器件有重要意义. 关键词： 石墨烯纳米带 BN链掺杂 输运性质 自旋极化