水热法合成GdInO3:Yb3+/Ho3+荧光粉及其上转换发光性能

采用水热过程与进一步热处理的方法合成了六方相GdInO_3∶Yb~(3+)/Ho~(3+)荧光粉。采用X射线粉末衍射(PXRD)对晶体结构和相纯度进行了检测,结构精修结果表明,获得的样品为纯的六方相GdInO_3∶Yb~(3+)/Ho~(3+)荧光粉。用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对合成材料的形貌进行了表征。在980 nm激光激发下,观察到Ho~(3+)离子的539 nm绿光发射(~5S_2/~5F_4→~5I_8)和665 nm红光发射(~5F_5→~5I_8)。此外,还发现通过改变Ho~(3+)浓度得到了从绿光到黄光的可调发光特性。可调发光是由交叉弛豫(~5F_4/~5S_2+~5I_7→~5F_5+~5I_6)过程引起的。GdInO_3∶Yb~(3+)/Ho~(3+)是一种很好的上转换材料,可用于照明和显示领域。     

氪原子的近红外吸收光谱的研究

本文利用浓度调制的万法测量了氪原子在11870～12700 cm~(-1)波段的高分辨连续吸收光谱.在实验中,通过对氪气和氦气混合气体进行放电的方法制备氪原子.总共测量了120根氦原子吸收谱线,其中33根谱线是已被报道过的,45根新测量的谱线可以通过已知的氪原子能级进行标定,其它剩下的42根新测量的谱跃迁线根据已知的氪原子能级信息尚无法进行标定.本次实验中的这些未知的42根氪原子的跃迁谱线,可以推断氪原子有尚未被报道或测量过的原子能级存在.本文同时对如何用"Classification"计算软件分析未知氪原子谱线的可能存在的能级进行了演示.     

表面等离子激元双增强β-NaYF4:Er3+上转换研究

用共沉淀法制备了_β-NaYF_4∶Er~(3+)纳米颗粒.通过化学还原法、晶种生长法分别制备银纳米立方颗粒及金纳米棒,并将其掺杂到_β-NaYF_4∶2%Er~(3+)纳米颗粒中形成复合体系,利用表面等离子激元增强效应分别实现_β-NaYF_4∶Er~(3+)上转换发光的激发和发射增强.当银纳米立方颗粒掺杂量为60μL时,上转换发光强度整体增强4.0倍;当金纳米棒掺杂量为60μL时,上转换发光强度整体增强7.8倍.在此基础上,将两种贵金属纳米颗粒同时掺杂到_β-NaYF_4∶Er~(3+)纳米颗粒材料中,实现了该材料上转换发光激发和发射双增强,上转换发光强度增强了16.0倍.     

Er,Yb同位素链的基态形状(量子相)酷越研究(英文)

利用严格求解的Nilsson轴形变平均场加扩展对力模型,对Er和Yb同位素链基态形状（量子相）酷越进行了研究。通过该模型下能级比R_02+/21+、奇偶能差、信息熵的计算,成功地再现了155-163Er和157-165Yb同位素相关物理量的形状（量子相）酷越行为。通过分析这些量随着四极形变参数和总体对力强度的变化过程,显示了这种酷越行为主要是由于对力强度与四极形变之间的竞争导致的,该结果揭示了本模型下的基态形状（量子相）酷越行为的来源。Ground-state shape (phase) crossover in Er and Yb isotopes is manifested in the axially deformed Nilsson mean-field plus extended pairing model. The energy ratio R_02+/21+, the odd-even mass differences and the information entropy are calculated under the present model, reproduce the shape (phase) crossover behaviors of these quantities in 155-163Er and 157-165Yb isotopes. From the analysis of these quantities as functions of the quadrupole deformation parameter and the overall pairing interaction strength, it is shown that the crossover is mainly driven by the competition between the pairing interaction and the quadrupole deformation, which thus provides the origin of the shape (phase) crossover in the present model.     

正规Bihom-Lie代数的上边缘算子刻画

考虑正规Bihom-Lie代数(L,[?,?]?,α,β)的平凡表示, 给出了平凡表示对应的上边缘算子d; 证明了该算子的相关性质; 得到: 正规Bihom-Lie 代数(L,[?,?]?,α,β)与∧L*上的算子d之间存在一一对应关系。     

高浓度敏化剂掺杂的NaYF4∶Yb3+,Er3+纳米材料的合成及发光性能研究

为了探究泵浦功率对不同浓度敏化剂离子掺杂的上转换材料发光特性的影响,采用溶剂热法,成功制备了不同浓度敏化剂Yb3+掺杂的NaYF₄∶Yb3+, Er3+上转换纳米颗粒。首先对这种纳米晶体的结构和形貌进行了详细的分析,使用X射线粉末衍射仪和透射电子显微镜测试了制备的纳米晶体的结构和形貌。表征结果证明了制备的纳米颗粒均为结晶性良好、形状规则的六方相纳米晶体,随着Yb3+掺杂浓度的提高,纳米晶体的粒径有所增加。在此基础上,通过控制泵浦功率对不同浓度敏化剂Yb3+掺杂的NaYF₄∶Yb3+, Er3+上转换纳米颗粒在980 nm激发光下的光致发光特性做了详细的研究。对于不同浓度敏化剂掺杂的样品,随着泵浦功率的提高,上转换发光的强度增强,这可以归因于高泵浦功率促进材料对激发光的吸收。上转换发光的红绿比也得到了提高, 值得注意的是, 在不同浓度敏化剂Yb3+掺杂的样品中,发光的红绿比改变的程度和可调谐的范围有所不同。为了深入的了解上转换发光机制,对不同浓度样品中可能发生的电子能量传递机制进行了讨论并提出假设,认为上转换发光过程中,不同浓度样品中红绿比变化程度的不同是发光离子组合之间的平均距离和包括多声子弛豫、交叉弛豫和反向能量传递的非弛豫过程的综合作用。在低浓度敏化剂掺杂的样品中,由于掺杂浓度导致Yb3+和Er3+之间的平均距离较大,反向能量传递过程比较微弱。在非弛豫过程中,发生在同一发光中心Er3+上的多声子弛豫和相邻发光中心Er3+之间的交叉弛豫为主要过程。随着泵浦功率的提高,高能级的布居速率增加减弱了非辐射弛豫对发光的影响,材料的红绿比只有微弱的提高,绿光是上转换发光中的主要成分。随着掺杂浓度的提高,敏化剂离子Yb3+和激活剂离子Er3+之间的平均间距减小,反向能量传递过程得到增强,成为非辐射弛豫过程中的主要部分。由于泵浦功率增强而提高的高能级对上转换发光的贡献,通过相邻敏化剂和激活剂离子之间的反向能量传递过程得到迅速的衰减,使红光成为上转换发光中的主要成分。在980 nm的近红外光激发下,在不同浓度Yb3+掺杂的样品中存在不同侧重的非辐射弛豫过程, 由于多声子弛豫、交叉弛豫和反向能量传递共同作用,红绿比随着泵浦功率提高而增加。这种发光特性不但使得我们得到红光性能更好的上转换荧光材料,而且可以通过测定材料的红绿比来判定材料的掺杂浓度。经过进一步的设计和修饰,这种纳米材料很有潜力作为一种多功能光动力治疗纳米平台在生物检测领域中得到应用。不同浓度样品中可能发生的电子能量转移过程的提出,有利于对上转换发光机理的了解和稀土发光离子组合的设计和优化。     

贝利相与非线性输运

电子输运现象包含一系列很重要的材料性质,并可以用来提供关于载体物理系统的很多信息。在 最近的二三十年,人们逐渐认识到除了电子能谱之外,电子在布里渊区的几何性质,比如贝利曲率和 轨道磁矩,会在电子输运中起到关键性的作用。在线性输运现象中的此种关联已引起广泛的兴趣并得 到深入的研究。然而,在非线性输运现象中的电子几何性质的作用的研究最近才逐渐起步。此种关联 可以大大加深对各种非线性输运现象的认识,并对如何从材料控制上调节非线性现象的强度提供有价 值的研究视角和指导原则。基于此背景,本文试图引入研究输运现象的半经典理论框架,并在几种输 运现象中举例说明贝利相的作用。     

贝利相与非线性输运

电子输运现象包含一系列很重要的材料性质,并可以用来提供关于载体物理系统的很多信息。在 最近的二三十年,人们逐渐认识到除了电子能谱之外,电子在布里渊区的几何性质,比如贝利曲率和 轨道磁矩,会在电子输运中起到关键性的作用。在线性输运现象中的此种关联已引起广泛的兴趣并得 到深入的研究。然而,在非线性输运现象中的电子几何性质的作用的研究最近才逐渐起步。此种关联 可以大大加深对各种非线性输运现象的认识,并对如何从材料控制上调节非线性现象的强度提供有价 值的研究视角和指导原则。基于此背景,本文试图引入研究输运现象的半经典理论框架,并在几种输 运现象中举例说明贝利相的作用。     

基于上/下转换发光的新型比率荧光温度探针

温度的可视化实时监测,一直都是科学研究的重点方向。荧光传感是一种具有高灵敏度、快速响应、可视化等优点的半侵入式测温方法,在生物医药等领域已被广泛应用。然而,传统荧光探针容易受到外界条件波动的影响而产生误差。为解决这一问题,可以采用两组荧光检测信号构建比率型荧光探针,通过两组信号的相互校准提高检测的准确性。传统的比率荧光温度探针大多基于下转换荧光发射,这类探针通常由短波长光激发,对生物组织穿透性差且有一定伤害,还会受到生物组织自发荧光的干扰。频率上转换是由长波长激发,短波长发射的一种光致发光现象,由其构建的荧光探针可以克服传统下转换荧光探针的上述缺点。而基于三线态-三线态湮灭(TTA)机理的频率上转换发光体系,由光敏剂和湮灭剂的双分子体系共同构成,因而自身就同时具有上/下转换的发光特性,满足了构建比率型荧光探针的条件。然而目前,基于TTA上转换体系的比率型荧光温度探针还鲜见报导,已报导的工作中仍需要另外添加参比探针。仅通过TTA双分子体系构建的上/下转换比率型荧光温度探针仍然是一大挑战。本文通过将传统的TTA上转换体系(PdOEP/DPA)负载于由温敏型两亲性聚合物Pluronic-F127组装形成的胶束中,形成上转换纳米胶束温度探针。随着温度的升高,聚合物亲水链段水溶性下降,向胶束核心位置收缩,导致负载上转换分子的胶束内部空间体积减小,TTA分子间碰撞概率增大,上转换效率提高,上转换发光的强度也随之提高;与此同时,光敏剂的下转换磷光发射也会发生小幅度的下降。由此上/下转换两组荧光信号构成的比率荧光,可成功实现25~60 ℃范围内对温度的线性检测,并可通过肉眼观察到体系发光由紫红色向蓝紫色的转变,检测结果的重复性良好。TTA上转换分子通过被温敏聚合物胶束的包覆,既解决了在实际应用中探针水溶性差,以及上转换发光易被氧气淬灭的问题,还为上转换体系提供了温敏性质,实现了上转换发光对温度的精确响应。这种基于上转换纳米胶束的比率型荧光温度探针不仅制备方法简单,具有良好的生物相容性,且检测灵敏度高,可以人眼识别,无需外加参比,对生物体内温度在线监测的实现具有重要意义。     

二维单层硒化钼和硒化钨晶体的声子辅助上转换荧光光谱

声子辅助的上转换荧光是固体激光制冷效应的基础. 激光制冷具有体积小、效率高、无振动干扰、无需制冷剂等优势而具有重要应用价值, 探索更多可以实现激光制冷效应的材料是相关领域的重要研究内容. 二维单层过渡金属硫属半导体化合物是直接带隙荧光材料, 其完美的晶格结构、辐射光子提取效率高等特征使其有望成为一种新型激光制冷材料. 以MoSe₂和WSe₂为例, 本文研究了不同波长激发下样品的上转换荧光, 并通过激光功率依赖性实验和温度依赖性实验证实了该上转换荧光过程的发光机制为声子辅助过程.