高介电常数材料CaCu_3Ti_4O_(12)的溶胶-凝胶制备技术研究

用溶胶-凝胶(Sol-gel)技术及柠檬酸自燃法,成功制备了新型的纳米CaCu3Ti4O12氧化物超细粉体。将得到的超细粉体压块,并在1000℃高温烧结成微晶陶瓷材料。用X射线粉末衍射(X-ray powder diffraction,XRD)确定了烧结体的晶相,用扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)观察了晶粒的形貌特征与大小。同时研究了微晶陶瓷的介电常数和介电损耗。CaCu3TiO12室温介电常数达104,接近目前高介电常数复合含Pb钙钛矿系陶瓷;介电损耗低于0.20。因此,Sol-gel工艺技术是一种制备CaCu3Ti4O12超细粉体与高介电常数微晶陶瓷的有效方法。

用于宽带放大器的新型掺铋基质材料的研究

在EDFA和PDFA传统的稀土掺杂光纤放大器的基础上,介绍了一种新型的用于宽带放大器的铋元素掺杂基质材料的特性。这种材料荧光寿命较长,在800 nm激光激发下,发射波长在1 200￣1 600 nm区间具有超宽带荧光。最后,给出了掺铋基质材料的研究结果。

铋酸盐铒玻璃在1.54μm处的荧光特性研究

用高温熔融法制备了Er3+单掺和Er3+ /Yb3+共掺铋酸盐玻璃,测量了上述玻璃样品的吸收光谱、荧光光谱、荧光半高宽和荧光寿命.对高浓度掺杂Er3+时的浓度猝灭现象给出了解释.分析了Er3+ /Yb3+双掺样品中Yb3+对Er3+的敏化过程.在对Er3+ /Yb3+共掺时的研究结果发现, Er3+浓度的变化对荧光半高宽和荧光寿命有显著影响,而Yb3+浓度的变化则对吸收光谱和荧光光谱的强度影响显著.实验获得了Er3+ /Yb3+共掺铋酸盐玻璃在1. 54μm处荧光半高宽达76nm,荧光寿命为0. 55ms.

Eu^(3+)掺杂碲酸盐闪烁玻璃的研究

用高温熔融法制备了Eu3+掺杂的碲酸盐闪烁玻璃。测试了Eu3+不同掺杂浓度玻璃样品的密度、差热特性、吸收、发射、激发光谱及X射线激发下的闪烁光谱。研究了不同Eu3+掺杂浓度对玻璃样品的密度、光谱性能的影响规律及掺杂离子的浓度猝灭效应。研究结果表明:Eu3+掺杂碲酸盐具有较大的密度和较强的闪烁发光,随着Eu3+浓度增加,由于Eu3+间的间距减小,共振能量转移几率增大,致使发光强度增强;但当掺杂到7mol%的高浓度时,会发生浓度猝灭效应。

Er^(3+)和Yb^(3+)共掺氟氧化物微晶玻璃的研究

制备了Er3+、Yb3+共掺的SiO2-Al2O3-PbF2-CdF2系统玻璃,并进行相应的微晶化热处理,研究了氟氧化物微晶玻璃中Er3+离子的上转换发光特性.研究结果表明:原始玻璃经热处理后得到的β-PbF2相氟氧化物微晶玻璃,Er3+和Yb3+所在局域基质声子能量的降低,使微晶玻璃中Er3+上转换发光强度显著提高,而微晶化后Er3+、Yb3+离子局域环境发生变化,导致微晶玻璃中Er3+离子的绿光上转换荧光强度较强,而红光上转换荧光强度相对较弱.

Tb^(3+)激活的重金属氧化物闪烁玻璃的发光性能研究

采用高温熔融法制备了不同Ln2O3(Ln=Lu,Y,Gd)情况下Tb3+激活的重金属氧化物闪烁玻璃样品。测试了不同Ln2O3玻璃样品的密度,差热特性,透过、发射和激发光谱。着重研究了玻璃成分中不同稀土氧化物对闪烁玻璃的密度及发光性能的影响规律及机理。结果表明:在含Ln2O3闪烁玻璃中,含Lu2O3硅硼酸盐玻璃的密度最高,接近6g/cm3,发光强度性能最差。含Gd2O3硅硼酸盐玻璃的密度接近含Lu2O3硅硼酸盐玻璃的密度,其发光强度最大。其原因是Gd3+离子能把能量以共振能量传递的形式给Tb3+离子,提高Tb3+离子的发光强度。但当Gd3+离子浓度增大到一定程度时,能量传递的效率却明显减弱。含Gd3+离子的闪烁玻璃密度较高,发光强度大,是一种很有前景的闪烁材料。

AgO_x掩膜的制备和性能研究

磁控反应溅射制备了AgOx掩膜,用聚焦激光热效应装置测得的光透过特性,分析了AgOx掩膜的开关性能。结果表明,AgOx 掩膜在较低的温度作用下有良好的开关性能,反应AgOx Ag+O2可逆,适用于LSC-super-RENS光盘。用X-ray和TEM分析了热处理后的AgOx薄膜的成分结构,表明200℃热处理AgOx掩膜存在纳米量级Ag颗粒。

坩埚下降法生长近化学计量比Cr∶LiNbO_3晶体及光谱研究

以K2O为助熔剂,在较大的温度梯度(60～80℃/cm)条件下进行引种和晶体生长,应用坩埚下降法技术生长了Cr3+掺杂的近化学计量比的LiNbO3晶体。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)分析了晶体的主要成分,其中Cr3+、Li2O、Nb2O3的含量分别为0.62mol%、49.23mol%和50.15mol%,并在FT-IR谱中观察到了因组分变化引起的OH-伸缩振动的变化。测定了晶体的吸收与发射光谱,观测到Cr3+在晶体中有两个宽且强的吸收带及两个微弱的吸收线,两宽带中心波长分别为480nm与658nm,对应于Cr3+的4A2→4T1与4A2→4T2两个具有相同的总自旋能级之间的跃迁,并观测到了微弱的684nm和728nm的R线吸收。同时测定了Cr3+∶LiNbO3晶体在670nm激发下的荧光光谱,是由4T2→4A2跃起所产生的850～1150nm的宽带荧光发射发光带,此发光带是由于取代Li+与Nb5+格位的Cr3+的4T2→4A2能级跃起的复合发光所致,并计算了该晶体的晶场强度以及Racah参数等。

Zr_xNiMn_(1.8-x)Fe_(0.2)O_4系热敏电阻的溶胶-凝胶法制备及热敏特性研究

用溶胶-凝胶(Sol-gel)技术制备了ZrxNiMn1.8-xFe0.2O4(0<x≤0.8)系列热敏电阻超细粉体,经压片、烧结及封装等后续工艺制得热敏陶瓷电阻.分别用XRD与SEM表征所得陶瓷的结晶相与微观形貌,并详细研究了Zr4+掺杂浓度对该系列热敏电阻特性的影响.实验结果表明:具有正立方尖晶石结构的ZrxNiMn1.8-xFe0.2O4陶瓷随着Zr4+掺杂量的增加(x≤0.6),其电阻率和热敏度(值)都不断增加.并讨论了ZrB4+对该系统热敏特性产生影响的内在机理,认为是具有高势垒的Zr4+离子取代了ZrxNiMn1.8-xFe0.2O4中部分锰离子的格位,增加了微晶的晶界势垒,从而导致B值增高.

GdFeCo/TbFeCo磁超分辨磁光记录薄膜研究

用磁控溅射法制备了GdFeCo/TbFeCo交换耦合两层薄膜,利用不同温度的克尔磁滞回线和VSM磁滞回线研究了读出层(GdFeCo)变温磁化方向变化过程.结果表明,随温度升高读出层从平面磁化转变为垂直磁化,交换耦合两层薄膜具有中心孔探测磁超分辨的基本性能.转变过程主要受饱和磁化强度(Ms)的影响,在GdFeCo的补偿温度附近,读出层的磁化强度较小,退磁场能也较小,在交换耦合的作用下,使读出层(GdFeCo)的磁化方向发生转变.磁化方向的转变在75℃～125℃的温度范围内变化较快.

NiMn_(1.5)Fe_(0.5-χ)Ti_χO_4系热敏电阻的制备与性能研究

用传统的高温固相烧结法制备了NiMn1.5Fe0.5-χTiχO4(0<χ≤0.5)系列负温度系数(NTC)热敏电阻。通过X射线衍射分析、SEM、阻值测量等手段研究了TiO2组份对MnNiFe热敏电阻材料的晶相结构、微观形貌与电学性能的影响规律。结果表明:TiO2的加入并没有改变热敏电阻的典型尖晶石相结构,但是随着TiO2的加入,明显发现其烧结后陶瓷微晶粒变小而致密,这大概是由于掺入到晶格中的TiO2物质在烧结过程中起到迟缓晶粒生长的作用所致。在MnNiFeO系热敏电阻材料中掺入TiO2后,明显地改善了MnNiFe热敏电阻材料的阻温(电阻随温度)特性并提高了电学性能的稳定性。

Fe：Mn：LiNbO3晶体的生长及光学性能研究

采用坩埚下降法生长了掺杂Fe^3＋和Mn^2＋的LiNbO3单晶。晶体经极化处理后，用X-射线衍射仪测试了晶体的晶格常数，讨论了掺杂离子对晶格常数的影响。利用二渡耦合实验测试了晶体的指数增益系数、衍射效率和响应时间，结果表明：Fe：Mn：LiNbO3晶体的最大指数增益系数达到40cm^-1，Fe：Mn：LiNbO3的最大衍射效率分别为76％，二波耦合响应时间为2．5min。Fe：Mn：LiNbO3是一种性能优良的光折变晶体。

NiFeMnO4系列热敏电阻的溶胶-凝胶制备技术研究

用溶胶-凝胶（Sol-gel）技术以及柠檬酸自燃方法制备了NiMn2.0-xFexO4（x=0、0．1、0．15、0．2、0．3）纳米氧化物粉体，并将得到的超细粉体进行压片、烧结、封装等工艺制得热敏电阻。用XRD、SEM、电阻测量等手段表征了烧结体材料的晶相、微观形貌以及电阻性能。电阻测量结果表明：随着铁离子的增加，所得热敏电阻的阻值增大。在所有获得的材料中，其灵敏度B值大于4300K，可认为是一种具有实际应用价值的负系数热敏电阻。

Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-BaTiO_3-KNbO_3陶瓷的介电特性及相变行为研究

采用固相反应法制备了（1-x）Bi0.47Na0.47Ba0.06TiO3-xKNbO3（BNBT-xKN,x=0～0.08）陶瓷,借助铁电分析仪、阻抗分析仪、扫描电镜（SEM）等仪器研究了KNbO3（KN）引入后,对陶瓷的微观结构、相变行为和介电性的影响.BNBT-xKN的扫描电镜（SEM）图显示：适量的KN对BNBT陶瓷具有细化晶粒、增大致密度作用.介电温谱（30~500℃）显示BNBT、BNBT-0.01KN、BNBT-0.02KN陶瓷有3个介电异常峰,而BNBT-0.04KN和BNBT-0.08KN陶瓷中有2个介电异常峰,并对陶瓷中出现的介电异常进行了讨论.通过介电温谱数据拟合,讨论了BNBT-xKN陶瓷的介电弛豫特性,并解释了BNBT-xKN陶瓷退极化的原因以及出现双电滞回线的机理.

Eu^(3+)掺杂硼酸盐玻璃的光谱性质研究

测试了不同浓度掺杂下Eu3+离子在硼酸盐玻璃的吸收光谱、激发光谱与发射光谱,根据荧光光谱计算了各样品的强度参数Ω2与Ω4,分析了Eu3+离子掺杂浓度对其发光强度的影响.研究结果表明:在Eu3+离子高掺杂浓度时,会发生浓度猝灭效应,但由于Eu3+激活离子之间能量传递几率很小,使得Eu3+离子猝灭浓度较高。

氨基磁性纳米粒子对α-胰凝乳蛋白酶固定过程的研究

采用分子自组装技术制备氨基功能化磁性纳米粒子,并通过碳二亚胺偶联剂将α-胰凝乳蛋白酶固定在其表面.利用红外光谱及热失重分析等方法表征固定酶的纳米粒子,研究了固定过程中酶浓度和反应时间对载酶量的影响,得到最佳固定条件.在固定过程用Langmuir等温式拟合优于用Freundlich等温式,功能化纳米粒子的载酶量达到127 mg·g-1,与一级反应动力学模型相比,二级反应动力学模型能够更好地拟合该固定过程.

NTC热敏电阻的溶胶-凝胶法工艺制备技术研究及其应用

本文对NTC热敏电阻材料的各种制备方法以及特点给予了评述，特别详细介绍了溶腔-凝胶方法在热敏电阻制备技术上的应用。并介绍了应用SEM（Scanning electron microscopy，SEM）与电阻测试等方法研究材料的晶粒大小、形貌特征及材料电阻的实验手段。从目前的大量工作表明溶胶-凝胶技术制备热敏电阻具有高效和实用开发价值。

Yb：YAG微晶玻璃的制备与光谱特性

高温熔制摩尔组分为32CaO-12Y_2O_3-24Al_2O_3-31SiO_2-1Yb_2O_3的玻璃,制得的玻璃于950、1050、1100℃三个不同温度进行热处理,用XRD分析热处理后样品的相变,用TEM观察1050℃热处理后的样品,并研究了1050℃热处理前后样品的光谱特性．研究结果表明：玻璃在1050℃热处理后,在玻璃中产生单一YAG相微晶颗粒；热处理前后样品光谱特性的变化表明热处理后掺杂的Yb^(3+)离子择优进入到YAG晶格位,制备得到了透明Yb：YAG微晶玻璃．

Cr^(3+)离子在不同介质中的光谱特征及晶格场强度

研究Cr3+ 离子掺杂固体物质的制备工艺以及光谱特性有助于开发新的光学材料。本研究分别用提拉法技术生长了Cr3+ ∶BeAl2 O4 晶体,用坩埚下降法技术生长了Cr3+ ∶LiNbO3晶体,以及用高温熔融法技术研制了ZnO Al2 O3 SiO2 微晶玻璃。获得了生长优质Cr3+ ∶BeAl2 O4 与Cr3+ ∶LiNbO3的工艺参数。分别测定与讨论了Cr3+ 离子在上述不同介质中的吸收光谱与荧光光谱特征。实验发现Cr3+ 离子在不同介质中,其吸收光谱与荧光光谱的位置与形状在不同基质中发生很大的差异。在Cr3+ ∶BeAl2 O4 与Cr3+ ∶LiNbO3晶体中均观测到尖锐的R线荧光。从其相应的光谱特性大致估算了Cr3+ 离子在不同介质中的晶格场参数。从Dq/B值数据判断Cr3+ ∶BeAl2 O4 与Cr3+ ∶LiNbO3晶体属于强晶格场,Cr3+ ∶ZnO Al2 O3 SiO2 与其微晶玻璃属于弱晶格场。

ICP与吸收光谱测定LiNbO_3,Zn:LiNbO_3晶体中Cr^(3+)离子的分布及有效分凝系数

应用坩埚下降法生长了掺杂Cr与双掺杂Cr,Zn的LiNbO3晶体。测定了掺杂晶体不同部位的吸收系数。用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)法测定了Cr离子在LN晶体中的浓度,并计算了Cr离子在LiNbO3晶体中的有效分凝系数。研究结果表明:在单掺杂Cr的LiNbO3晶体中,随着Cr3+ 掺杂浓度从0 1增加到0 5mol%时,其有效分凝系数从3 75减少到2 4 9,Cr3+ 离子在晶体中的浓度分布差异逐步减少;ZnO的掺入能有效地减少Cr3+ 的分凝系数,然而ZnO掺杂浓度从3增加到6mol%时,其有效分凝系数且从1 85增加到2 2 5。可从ZnO组分对Cr离子的排斥作用及Zn离子在LN晶体中随掺杂数量变化的分凝现象解释了产生Cr离子浓度及有效分凝系数变化的原因。