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%.

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。

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。

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。

铒掺杂增益介质实现2.7—3μm波段激光输出的研究进展

2.7—3μm波段掺Er^(3+)激光增益介质凭借其独特的优点在生物医学、环境探测及非线性光学等领域有着重要的应用。但由于Er^(3+)的^(4)I_(13/2)下能级寿命长于上能级^(4)I_(11/2),导致激光阈值高、热效应严重等问题,众多研究者采取退激活、热键合、单晶光纤(single crystal fiber, SCF)、级联激光及低声子能量等方式致力于探索低阈值、高光束质量的增益介质。近10年来,相较于同波段的其他介质,掺Er^(3+)激光增益介质发展成熟,相应的激光性能日渐提升,有望在其应用领域得到进一步的发展。本文综述了以YAG(Y_(3)Al_(5)O_(12))、YSGG (Y_(3)Sc_(2)Ga_(3)O_(12))、YAP(YAlO_(3))等为主的Er^(3+)掺杂激光晶体、以Y_(2)O_(3)、Lu_(2)O_(3)为主的Er^(3+)掺杂透明陶瓷和以ZBLAN (ZrF_(4)-BaF_(2)-LaF_(3)-AlF_(3)-NaF)为主的Er^(3+)掺杂氟锆玻璃的研究进展情况,其中重点介绍了相关结果与实验方案并对未来的发展趋势进行了展望。

离子交换铒掺杂硅酸盐玻璃波导光放大特性

将集成光学放大器用于光纤通信系统中是人们越来越感兴趣的课题 ,由此导致人们寻找与此相适应的稀土掺杂玻璃材料。给出了一系列Er3 + /Yb3 + 共掺杂硅酸盐玻璃波导的制备和光谱特性的基本结果。平面和条型波导均由Ag+ Na+ 离子交换技术制备。光谱测量显示 ,所有样品在 153 2nm都观测到了荧光发射峰 ,其半高谱宽为 19nm。用波长为 514 .5nm和 980nm的激光抽运 ,测得多数样品中Er3 + 离子在亚稳态4I13 /2 能级上的荧光寿命均为 7ms左右。Er3 + /Yb3 + 共掺杂玻璃的上转换均低于单掺Er3 + 玻璃。用 2 50mW ,波长为 980nm的激光抽运 3 .5cm长的条形波导 ,在 153 6nm波段下得到的最大净增益是 5dB ,增益谱的半峰全宽是 14nm。

激光吸收铒掺杂上转换材料的光谱特性实验分析

采用湿化学法制备了铒掺杂氧化钇上转换纳米粉体材料.研究了不同掺杂浓度、掺杂元素种类对材料显微结构、物相组成和光谱特性的影响.结果表明,通过控制掺杂元素的种类、掺杂浓度可以实现对光谱性能(包括光谱反射系数和上转换光谱)的调控.实验表明,该材料对1.06μm激光具有较好的吸收性能.

离子交换铒掺杂磷酸盐玻璃波导特性研究

给出有关离子交换铒掺杂磷酸盐玻璃波导的制备以及发光特性的基本结果。用Ag+ Na+ 离子交换在含有适量氧化钠的铒掺杂磷酸盐玻璃上很容易实现低损耗平面波导 ,并且离子交换过程对这种玻璃的光谱特性没有影响。

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。

铒掺杂氧化钛纳米管阵列薄膜的制备及光电性能

利用真空电弧熔炼的方法制备了不同铒含量(0.5%,1%,2%,质量分数)的Er-Ti合金材料,通过阳极氧化的方法制备出高度有序的纳米管阵列薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见分光光度计(UV-vis)和电化学工作站等分别对样品的微观形貌、物相结构、光照开路电位与光电流等进行了分析表征。结果表明,Er掺杂样品的瞬态光电流明显大于未掺杂的样品,其中1%Er-Ti O_2样品的光电流最大。

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。

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。

Er掺杂WS_(2)的制备及光电特性研究

化学气相沉积(CVD)是大尺度二维材料生长的有效方法,但CVD过程不可避免地会产生高密度的空位缺陷,影响材料的光电性能。本文利用碱金属卤盐辅助CVD法直接在p型Si(111)衬底上生长了毫米尺度和原子层厚的WS_(2)。通过在钨源中掺入饱和ErCl3粉末,得到Er掺杂WS_(2)薄膜(WS_(2)(Er))。结合光学显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱、能量色散X射线光谱、光致发光和拉曼光谱等技术对材料进行表征,结果表明,相比纯WS_(2),WS_(2)(Er)薄膜的荧光强度获得数量级增长,且中心波长大幅红移。荧光测试表明,相比SiO_(2)衬底上的WS_(2),在Si衬底上生长的WS_(2)的荧光特性出现了明显的电荷转移效应。基于SiO_(2)衬底上的WS_(2)和WS_(2)(Er)场效应晶体管器件的光电测试结果表明,WS_(2)(Er)场效应晶体管的光响应度为4.015 A/W,外量子效率为784%,均是同等条件下纯WS_(2)器件的2000倍以上。本工作对稀土掺杂二维材料的研究具有一定的参考意义。

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。

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。