掺杂铒改性铝酸镧的制备及荧光性研究

通过溶液燃烧法制备了一系列不同比例Er掺杂的LaAlO_(3):Er^(3+)(Er^(3+):La=0.10,0.15,0.20,0.25)的纳米材料,并对样品进行了X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)、紫外-可见(ultraviolet-visible,UV-Vis)漫反射和荧光光谱分析测定。在晶粒尺寸、峰强度和带隙宽度等方面对谱图进行分析和计算得到在煅烧温度为800℃,掺杂比为0.10时,形貌分散性好,晶粒尺寸为28 nm,XRD最强峰强度最大。UV-Vis漫反射光谱(diffuse reflection spectrum,DRS)表明样品在绿色光区522 nm处有较弱的吸收,带隙宽度减小为5.29 eV。在紫外光的激发下,样品在425 nm左右有一个强度较高且尖锐的发射峰,对应于Er^(3+)的^(2)H_(9/2)→^(4)I_(15/2)的能级跃迁,在500 nm左右的较弱的两个发射峰分别对应的是^(4)F_(7/2)→^(4)I_(15/2)和^(2)H_(11/2)→^(4)I_(15/2)的电子跃迁,当掺杂比例在0.20~0.25之间,随掺杂比例的增大发光强度也随之增大,并且发光峰位出现红移。这些表明Er^(3+)进入到基质LaAlO_(3)中,并且有良好的发光性能,在发光材料领域有潜在的应用价值。

铒掺杂二氧化钛制备及其光催化性能研究

通过水热合成法制备了二氧化钛和稀土饵离子掺杂二氧化钛光催化剂,并通过X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计等测试手段对产物结构和性能进行了表征,研究了不同二氧化钛质量浓度、饵离子掺杂浓度对次甲基蓝(MB)光催化性能的影响.结果表明,所制备的二氧化钛的晶型为锐钛矿型;饵离子掺杂的二氧化钛对比纯二氧化钛的光催化性能有显著提高.当二氧化钛质量浓度为3g/L时,对MB的降解效果最好;通过研究饵离子掺杂对MB光催化动力学模型,表明饵离子掺杂有较高的一级反应速率Kapp,且饵离子最佳掺杂量为5%.

硼和铒共掺杂BiVO_4光催化降解罗丹明B的研究

通过柠檬酸络合法合成硼和铒共掺杂Bi VO4,并对其进行XRD、UV-Vis的表征以分析合成材料的物相、形貌。同时考察溶液的初始浓度、p H、催化剂投加量以及光照强度等因素在可见光的照射下对罗丹明B光催化降解的影响。实验结果表明:在50 m L罗丹明B水溶液中,初始质量浓度为10 mg/L,p H=3,催化剂投加量为0.015 g,光照距离14 cm,B-Er共掺杂Bi VO4对罗丹明B有较好的光催化活性,反应50 min后,降解率可达90%以上。

天然气中温SOFC阳极材料铒掺杂的氧化铈的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了新型中温固体氧化物燃料电池（IT-SOFC）阳极材料Ce1-xErxOy（x=0.00，0.10，0.15，0.20，0.25，0.30）（EDC），并采用共压-共烧结法制备了以NiO-EDC复合阳极为支撑、以Ce0.8Gd0.2O2-δ（GDC）为电解质、以La0.8Sr0.2Co0.8Fe0.2O3-δ（LSCF）-GDC为复合阴极的单电池。利用XRD和SEM等方法对阳极材料EDC进行了晶相结构、微观形貌和化学相容性等分析。在400~700 ℃范围内，以加湿天然气（3% H2O）为燃料气，氧气为氧化气测试了电池的电化学性能。结果表明：EDC阳极材料具有良好的孔道结构；11种不同阳极组成的单电池中50%（质量分数）NiO-50%（质量分数）Ce0.85Er0.15Oy（E15C85）阳极支撑的单电池具有最佳的电化学性能，在650 ℃时其最大电流密度为117.84 mA·cm-2和最大比功率为24.37 mW·cm-2。

掺铒、镱铒共掺杂硅酸盐玻璃光致发光强度随泵浦波长的变化

利用半导体激光器的红移特性,测量了掺饵、镱铒共掺杂硅酸盐玻璃样品的光致发光强度随泵浦波长的变化。实验结果表明,掺铒硅酸盐玻璃样品的最佳泵浦波长为981.6nm,镱铒共掺杂硅酸盐玻璃样品的最佳泵浦波长为972.1nm;两种样品的-3dB带宽分别为3 6nm和7.4nm。

铒离子与其它稀土离子共掺杂特性研究

掺铒光纤放大器设计应用于多波段放大,铒离子与其它稀土离子共掺杂所特有的宽吸收谱特性,使其在高功率放大器和高功率激光器的应用中得天独厚。为得到更宽放大带宽,最主要的是改变掺杂光纤的光谱性能。本文涉及的铒与镱、铥以及镧共掺杂光纤是采用MCVD工艺制备的,主要研究了离子浓度和掺杂比例对光纤光谱性能的影响。发现EDF的吸收与铒离子掺杂浓度以及铒离子与其它稀土离子的掺杂比例有关,同时通过加入其它稀土离子可以加宽EDF的吸收带。

LD泵浦的Er^(3+),Yb^(3+)共掺杂磷酸盐铒玻璃激光性质

研究了三种不同铒离子浓度的Er3 + ,Yb3 + 共掺杂磷酸盐铒玻璃的光谱性质和激光性质 ,用 2W ,974nm半导体激光器作为泵浦源 ,在Er3 + 离子浓度为 0 12× 10 2 0 /cm3 ,0 4 8× 10 2 0 /cm3 ,0 88× 10 2 0 /cm3 的Er3 + ,Yb3 + 共掺杂磷酸盐铒薄片玻璃中成功地实现了室温连续激光输出。讨论了铒离子掺杂浓度和样品厚度对激光性质的影响。通过比较发现在Yb3 + 离子浓度相当的条件下 (1 5× 10 2 1/cm3 ) ,掺铒离子浓度为 0 4 8× 10 2 0 /cm3 ,厚度为 2mm的铒玻璃具有较好的综合激光性能。它的最大激光输出功率达到 4 3mW ,斜率效率为 10 2 % ,激光阈值为 118mW ,激光光谱范围为 15 2 7～ 15 33nm ,激光峰值波长为 15 30nm。

氧氩比对铒镱掺杂氧化锌薄膜的结构和光波导特性的影响

氧化锌作为一种良好的发光材料广泛应用于太阳能电池、气敏传感器、紫外探测器、光电器件、透明电极等诸多领域。文章应用磁控溅射技术制备铒镱掺杂的氧化锌薄膜,利用X射线(XRD)和棱镜耦合技术,分析研究了氧氩比对铒镱掺杂的氧化锌薄膜的结构和光波导特性的影响。结果表明:氧氩比对薄膜的结构和光波导特性有重要影响,当氧氩比为2:16时,薄膜的衍射峰的强度较大,半高宽(FWHM)较窄,有效折射率接近ZnO薄膜的折射率,降低氧氩比有利于增强薄膜的c轴择优取向。

铒掺杂对玻璃表面TiO_2薄膜光催化性能的影响

通过溶胶-凝胶法、浸渍-提拉法在玻璃片表面制备一系列掺杂铒的TiO2薄膜(Er-TiO2)。并利用XRD、SEM、DRS、FS等技术对掺铒TiO2薄膜进行表征,通过甲基橙溶液的光催化降解评价其光催化性能。结果表明:所制光催化剂为锐钛矿型;铒掺杂使TiO2薄膜的吸收光向长波方向移动。适量铒掺杂能够提高TiO2薄膜的FS光谱强度,这可能是因为铒掺杂能够使表面氧空位和缺陷的浓度增加;FS光谱强度越高,薄膜的光催化活性越高。当掺杂浓度为1.0%,镀膜层数为4层,煅烧温度为500℃时,Er-TiO2薄膜的光催化活性最高。

高掺杂铒光纤结构优化和掺杂方法的研究

对掺铒光纤的参数进行优化选择，确定了合适的剖面结构，芯径，截止波长（λc),数值孔径(NA)和相对折射率差（△)等参数。讨论了铒掺杂区域的大小，通过在常规Al-Er光纤中掺杂La^3+,来增加Er的掺杂浓度,实现高浓度掺杂,在1530nm的吸收峰值Al-Er-La光纤比Al-Er光纤提高了29.1％。

铒掺杂g-C3N4催化剂的合成及其红光催化降解活性的研究

石墨相氮化碳(g-C3N4)的研究已成为光催化领域热点。本文以三聚氰氨为前驱体,采用甲醇回流法制备Er掺杂的g-C3N4催化剂。利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR DRS)、傅里叶红外光谱仪(IR)、荧光光谱(PL)、物理吸附(N 2-physisorption)及共聚焦显微镜(CLSM)等手段对Er/g-C3N4催化剂进行系统表征。结果表明,稀土金属Er高分散于g-C3N4上,促使氮化碳表面氮空穴的产生。Er掺杂优化了氮化碳的能带结构,增强了其对可见光的吸收,提升电子-空穴对的分离效率,此外还发现Er/g-C3N4具有较强的上转换能力。在660 nm红光LED照射下,对罗丹明B的水溶液进行光催化降解,发现Er/g-C3N4的降解速率是g-C3N4的2.0倍,且发现超氧自由基为该体系中的主要活性物种。

铒掺杂钨酸铋对低能伽马射线屏蔽性能研究

采用水热法合成了Er^(3+)掺杂钨酸铋(Bi_(2)WO_(6))纳米晶体,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)等手段进行了表征,利用高纯锗伽马能谱仪,研究了其对低能伽马射线的屏蔽性能。结果表明,Er^(3+)被成功掺杂到Bi_(2)WO_(6)中,且Er^(3+)掺杂并未改变钨酸铋的晶体结构;另外,随着Er^(3+)掺杂比例的增加,钨酸铋的形貌从片层堆积结构变为更为紧密聚集的花球状。研究发现,掺杂Er^(3+)后Bi_(2)WO_(6)对低能伽马射线(59.5 keV)的屏蔽性能显著增加,当掺杂的摩尔分数为12.5%时,其质量减弱系数达到了12.6 cm2/g,较未掺杂的Bi_(2)WO_(6)的屏蔽性能提高了25%。研究结果可为无毒、环保、高效的伽马射线屏蔽材料的开发提供有益参考。

铒掺杂羟基磷灰石的荧光及其生物矿化性能

通过共沉淀法制备铒掺杂羟基磷灰石(Er-HAP)颗粒,应用Materials Studio模拟与X射线衍射、扫描电镜-能量色散谱、X射线光电子能谱和荧光光谱分析对其晶体结构、表面化学成分及其荧光性能进行表征。结果表明,离子半径稍小的Er^(3+)会竞争性占据HAP晶格中一个Ca^(2+)位点,在340 nm波长激发下,Er-HAP颗粒能在419 nm(紫色)、458 nm(蓝色)、501 nm(绿色)和535nm(绿色)处发出很强的特征荧光,光致发光显示的4个发光带相应归属于~4F_(3/2)→~4I_(15/2)、~4F_(5/2)→~4I_(15/2)、~4F_(7/2)→~4I_(15/2)和~4S_(3/2)→~4I_(15/2)过渡态。相比掺杂量(物质的量分数)1%的Er-HAP,掺杂量9%的Er-HAP颗粒表面矿化速度和成骨性能均明显下降,即当Er掺杂量在约1%时,其Er-HAP生物矿化能力相对较强。

铒掺杂铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅的光学性质研究

生长了一种新配比的铒掺杂铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅单晶(25PIN-44PMN-31PT-0.02Er2O3),并对晶体做了完整的冷加工和极化,得到了沿<001>方向极化的晶体样品.在室温下利用椭圆偏振仪测量了晶体的折射率谱,通过最小二乘法拟合得到了晶体的赛尔迈耶尔方程各参数.其中Eo=5.471 eV;Ed=22.56 eV;!o=227 nm;So=0.800 2×1014m-2.利用紫外-可见-红外分光光度计获得了晶体透射率谱,晶体紫外吸收边为400 nm.同时通过计算得到了样品的禁带宽度为2.94 eV.

近化学计量比铌酸锂晶体的局域铒掺杂研究

本文通过两种方法制备了X切和Z切的局域铒掺杂近化学计量比铌酸锂晶体:(1)镀有铒金属的同成分铌酸锂晶体直接进行气相输运平衡处理,(2)在气相输运平衡处理后进行铒金属的标准热扩散。对晶相、扩散系数和扩散表面粗糙度的研究表明,初始铒金属膜厚度会限制扩散的效果。这为进一步的波导放大器研究提供了参考。

掺杂Er^(3+)多组份氧化物玻璃的制备与发光特征的研究

用高温熔融法制备了用于１．５μｍ光波段元件高浓度Ｅｒ３＋掺杂的Ｂ２Ｏ３－ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＣｄＯ与Ｌｉ２Ｏ－ Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２三种多组分氧化物玻璃。在４８８ｎｍ连续氩离子激发下，测定并比较了这三种玻璃在１．５μｍ波段的发射 光谱特性，及掺杂浓度对发光强度的影响。研究结果表明：Ｅｒ３＋：Ｌｉ２Ｏ－Ａ１２Ｏ３－ＳｉＯ２具有较宽的发光带，是合适的光 放大器玻璃基质材料；而Ｂ２Ｏ３－ＳｉＯ２玻璃系统随Ｅｒ３＋掺杂浓度的增加，其荧光效应成线性增强，是合适的发光基质。

Er^(3+)掺杂氧氟锗硅酸盐玻璃的频率上转换研究

研究了基质玻璃成分对Er3+掺杂氧氟锗硅酸盐玻璃上转换光谱和Raman光谱的影响,分析了氧氟锗硅酸盐玻璃中Er3+的上转换发光机理。结果表明:通过975nm的激光二极管激发,在室温下同时观察到强烈的绿光(529,545nm)和红光(657nm)发射,分别是由于Er3+的2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2,和4F9/2→4I15/2跃迁,且均为双光子吸收过程。与545nm的绿光发射相比,657nm的红光发光强度比较微弱。随GeO2浓度的增加,基质玻璃的最大声子能量下降,导致无辐射跃迁几率降低,因此绿光和红光的发光强度都增强,但是其对绿光的影响大于红光。

Er^(3+)掺杂Li_2O-CdO-Al_2O_3-SiO_2玻璃的合成及光谱分析

合成了Er3+掺杂Li2O CdO Al2O3 SiO2玻璃,对其吸收光谱、红外及上转换荧光光谱进行了测试和分析。根据吸收光谱和Judd Ofelt理论计算了该玻璃中Er3+离子在不同能级间的实验与理论振子强度、辐射跃迁几率、荧光分支比和寿命等光谱强度参数,在798和975nm激光激发下,观察到强的1.53μm红外发射及绿色上转换发光现象,对其形成机制进行了分析。探讨了这种玻璃作为新的激光材料及上转换实用功能材料的可能性。

Er_2O_3掺杂对BaTiO_3陶瓷介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Er2O3的BaTiO3陶瓷。测试结果表明,掺杂Er2O3能降低BaTiO3陶瓷的电阻率,且在开始时其电阻率随着掺杂量的增大而升高,在掺杂x(Er2O3)=0.003(摩尔分数)时电阻率最高,然后随掺杂量的升高而降低,在掺杂x(Er2O3)=0.007时电阻率最低,从纯BaTiO3陶瓷的2.6 TΩ.m下降为18 GΩ.m,此变化规律有异于La,Ce,Nd,Sm等稀土元素掺杂的规律。掺杂Er2O3使BaTiO3陶瓷的介电性能发生明显变化,掺杂x(Er2O3)为0.001和0.002时,可改善BaTiO3陶瓷的介电性能和频率特性,具有较好的频率稳定性。掺杂Er2O3使BaTiO3陶瓷的居里温度升高为130.9℃,交流电导随着温度的升高而增大,并在居里温度点附近达到最大。

全光纤声光调Q铒镱共掺双包层光纤激光器

对LD抽运全光纤声光调Q铒镱共掺杂双包层光纤激光器进行了实验研究。采用两个半导体激光器作为抽运源,利用带尾纤声光调制器作为Q开关,以铒镱共掺杂双包层光纤作为增益介质,以光纤布拉格光栅作为反馈器件,在线形腔结构中,获得了波长1549.47nm,谱线半峰全宽0.499nm的稳定激光脉冲序列。脉冲重复频率1～15kHz可调,在重复频率1kHz时,得到最大单脉冲能量209μJ,平均输出功率209mW,脉冲宽度约100ns,脉冲峰值功率2kW。在不同重复频率下,测量了单脉冲能量和平均功率随入纤功率的变化。