Er^(3+):KLa(WO_4)_2晶体的生长与光谱性质

采用提拉法生长出尺寸为Ф25mm×40mm的透明Er3+:KLa(WO4)2(简称Er:KLW)晶体,并确定了较佳的生长工艺。X射线粉末衍射分析结果表明该晶体为四方晶系白钨矿结构(I41/a空间群),晶格常数为a=b=0.5444(3)nm,c=1.2120(6)nm。测量了Er:KLW晶体的拉曼谱,发现了380,450和808cm-1等钨酸根的特征振动峰。测量了晶体的吸收光谱,应用J-O理论计算了晶体中Er3+离子的强度参量(Ω2,Ω4,Ω6);荧光光谱测量结果表明该晶体在1529nm附近有很强的荧光发射峰,利于产生受激辐射。

Er^(3+)/Yb^(3+):KG(WO_4)_2的熔盐提拉法生长及光谱性能

采用熔盐提拉法生长了尺寸达30mm×25mm×15mm的Er3+/Yb3+:KGd(WO4)2透明晶体,从中切出5mm×5mm×3mm大小的激光器件,在室温下测试了吸收光谱,可以观察到晶体存在366,380,489,522,651,811,980nm等吸收峰,并对之进行了能级归属。同时在980nm激光激发下测试了荧光光谱,可以发现在1024,1535nm处存在较宽的强发射峰,其半高宽分别为60和36nm。研究结果表明,Er3+/Yb3+:KG(WO4)2适合于InGaAsLD(980nm)泵浦,有可能产生1024nm波段及人眼安全的1535nm波段的可调谐激光。

TSSG法生长Er^(3+)/Yb^(3+):KY(WO_4)_2激光晶体及性能表征

采用TSSG法生长出尺寸为15mm×18mm×25mm的Er3+/Yb3+:KY(WO4)2晶体,XRD分析表明所生长的晶体为β-Er/Yb:KYW。对晶体进行了TG-DTA分析,结果表明晶体的相转变温度和熔点分别为1031℃和1067℃。测得晶体的红外和拉曼光谱,并对峰值与相应的原子基团振动进行了指认。测得样品的吸收光谱,结果表明晶体在380nm,525nm,933nm和981nm处都存在较强的吸收峰,并计算出主峰981nm的吸收截面积σabs=3.2×10-20cm2。分别用激发源为488nm和978nm对晶体进行了荧光光谱测试,并测得978nm激发时荧光寿命为4.8ms。对比分析表明在Er:KYW中掺入Yb3+作为敏化离子是可行的,能够提高对泵浦光吸收,有利于得到更强的1540nm的激光。

Nd^(3+):Er^(3+):KY(WO_4)_2激光晶体的生长和光谱特性

采用熔盐法从K2 WO4助熔剂体系生长出尺寸为 4 5mm的Nd3 + :Er3 + :KY(WO4) 2 透明晶体。从晶体中切割出Ф3× 11 9mm的激光器件 ,测量了晶体的紫外 -近红外的吸收光谱 ,从吸收光谱图上可以看到 ,晶体存在着 974 88nm ;80 1 0 (798 12 ,80 3 95 )nm ;74 8 5 (75 3 5 ,74 3 4 9)nm ;6 5 3 6 1nm ;5 86 6 5nm ;5 18 6(5 4 5 0 3,5 2 1 32 ,4 89 35 )nm ;4 5 2 80nm ;4 0 7 81nm ;36 7 2 2 (377 2 4 ,36 6 4 ,35 8 0 2 )nm九个吸收峰带 ,对各个吸收峰带按照Er3 + 和Nd3 + 离子的能级跃迁进行了归属。同时采用Edinburgh InstrumentF92 0荧光光谱仪在室温下对晶体进行了荧光测试研究。研究结果表明 ,共掺Nd3 + 离子可以增强Er3 + :KY(WO4) 2 对半导体激光器泵浦源 (80 0nm)的吸收。

Er^(3+)/Yb^(3+):KY(WO_4)_2晶体光学性质研究

以Er3+/Yb3+:KY(WO4)2晶体为基质,研究了铒激光器,提出了采用有顶部籽晶提拉法生长KYW晶体的方法.实验表明,当掺入Yb3+离子作为敏化剂时,其能量转移约为53%,同时,由实验中的Er3+/Yb3+:KY(WO4)2晶体吸收和发射截面图可以看出,1610nm波长是一个好选择,可避开Er的吸收峰,达到提高输出效率的目的.最后分析了激光器调Q器件的选择,提出采用了U2+:CaF2或者Co2+:Al2O3可作为被动Q开关,为今后发展人眼安全激光器的研究打下了良好的基础.

动态缺陷导致Na_(3)Sc_(2)(PO_(4))_(3):Yb^(3+),Er^(3+)材料上转换和下转移发光不同热猝灭行为研究

掺Eu^(2+)的离子导体Na_(3)Sc_(2)(PO_(4))_(3)具有优异的抗热猝灭性能,是一种很有前景的大功率照明用发光材料。然而,其负热猝灭机理仍有待深入研究。本文以Yb^(3+)/Er^(3+)的f-f跃迁上转换和下转移窄带发射而非更易受干扰的Eu^(2+)d-f跃迁发射为研究对象,旨在获得更清晰的机理。结果表明,热致缺陷/离子的动态迁移能促进高温下辐射跃迁和抑制非辐射跃迁,导致上转换发光具有显著的负热猝灭,下转移发光热猝灭较小。其中,布居速率较慢的上转换过程更容易受到时间尺度与之相当的Na^(+)/空位迁移过程的影响。本研究可为理解发光材料热猝灭机制提供另一种视角。

NaGd(MoO_(4))_(2)∶Er^(3+),Yb^(3+)发光粉的合成与上转换发光性质

采用水热法合成了系列NaGd(MoO_(4))_(2)∶Er^(3+),Yb^(3+)上转换发光粉。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和上转换发光光谱仪等对样品的结构、形貌和发光性能进行表征。结果显示,合成的样品均具有四方晶系NaGd(MoO_(4))_(2)结构;pH对样品的形貌有影响;980nm红外光激发下,NaGd(MoO_(4))_(2)∶Er^(3+),Yb^(3+)上转换发光粉显示来自于Er^(3+)的^(2)H_(11/2)→^(4)I_(15)和^(4)S_(3/2)→^(4)I_(15/2)跃迁产生的绿光发射和4I 9/2→4I 15/2跃迁产生的红光发射。比较各样品的发光强度和绿光/红光相对积分强度比,结果显示上转换发光强度和绿光/红光相对积分强度比与晶粒尺寸、晶粒表面形貌,以及Er^(3+)和Yb^(3+)掺杂浓度有关。讨论了可能的上转换发光过程,并计算了样品的色坐标。

Er^(3+)/Yb^(3+):KY(WO_4)_2晶体光谱的各向异性分析

在室温下测量和分析Er3+/Yb3+:KY(WO4)2晶体三个折射率主轴方向上的吸收光谱和荧光光谱,其吸收光谱和荧光光谱谱带强度明显呈现各向异性;用修正的Judd-Ofelt理论计算Er3+/Yb3+:KY(WO4)2晶体中Er3+在三个折射率主轴方向上的强度参量Ωt(t=2,4,6)和各吸收谱带的电偶极跃迁振子强度,同时计算了Yb3+在三个轴向上980nm波长处的积分吸收截面。结果表明:Er3+/Yb3+:KY(WO4)2晶体吸收光谱和荧光光谱存在各向异性,Np轴为Er3+/Yb3+:KY(WO4)2激光晶体的最佳泵浦轴向。

Er^(3+)掺杂调控NaY(WO_4)_2:Dy^(3+)的上转换发光性能

采用水热法合成出Dy^(3+),Er^(3+)共掺杂NaY(WO_4)_2荧光粉。利用XRD和SEM对样品的晶体结构及形貌进行表征。研究了上转换发光性能和Dy^(3+)的~4F_(9/2)→~6H_(13/2)跃迁的荧光衰减曲线,并讨论了Dy^(3+)→Er^(3+)的能量传递过程。结果表明:所有合成的样品均具有NaY(WO_4)_2四方相结构;加入聚乙二醇(PEG-2000)作为表面活性剂,可得到分散性良好的微米针状球;在780 nm近红外光激发下,观察到了480 nm蓝光、576 nm黄光、531 nm及554 nm绿光发射峰,其中蓝光和黄光分别来自Dy^(3+)的~4F_(9/2)→~6H_(15/2)与~4F_(9/2)→~6H_(13/2)跃迁,绿光发射由Er^(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)和~4S_(3/2)→~4I_(15/2)跃迁产生。通过研究荧光光谱和荧光衰减曲线,证实了Dy^(3+)→Er^(3+)的能量传递过程,且该能量传递的机制为电偶极–电偶极相互作用。通过调节NaY(WO_4)_2:1.0mol%Dy^(3+),xmol%Er^(3+)荧光粉中Er^(3+)的浓度,可实现由准白光到蓝光的转变。

草酸对KLa(WO_4)_2:Eu^(3+)纳米晶形貌及发光性能影响

采用水热法,以K_2WO_4·2H_2O和La_2O_3为原料,以草酸为沉淀-模板剂,在pH=7,180℃下,通过调控草酸的添加量制备出了纯四方相结构的球形KLa(WO_4)_2:5%Eu^(3+)纳米晶。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及荧光光谱(PL)对不同条件下制备出的产物物相、形貌以及荧光性质进行表征,探讨了草酸添加量对产物形貌及发光性能的影响。结果表明,在初始溶液的pH值为7,摩尔比n(C_2O_4^(2-))/n(La^(3+))=0.3~0.5时,得到表面光滑直径为6~7μm的"足球形"KLa(WO_4)_2:5%Eu^(3+)纳米晶,在393 nm激发下在614 nm处发光性强,草酸起到控制游离La^(3+)浓度和模板剂的作用,草酸添加量对产物的形貌及发光性能起到重要作用。

Nd^(3+):KGd(WO_4)_2激光晶体的研究

合成了一系列不同Nd3+ 浓度掺杂的Nd3+ :KGd(WO4 ) 2 粉末样品 ,进行了荧光光谱测试 ,初步确定了Nd3+ 的最佳掺杂浓度 ;测定了Nd3+ :KGd(WO4 ) 2 K2 WO4 生长体系的生长温度曲线 ,生长出尺寸达 50mm的Nd3+ :KGd(WO4 ) 2 优质激光晶体 ,切割出尺寸为 5mm× 5mm× 6mm的优质激光器件 ,采用钛宝石模拟LD泵浦 ,在 1.0 6 μm处得到 2 6 0mW的激光输出 ,斜率效率达到 6 6 % ;在 1.0 3μm处得到 135mW激光输出 ,斜率效率达到 34.3%。

NaY(WO_4)_2∶Sm^(3+)晶体的生长与上转换发光

用Czochralski法生长了高光学质量、大尺寸的NaY(WO4 ) 2 ∶Sm3 + 单晶。测量了晶体在室温下的吸收谱 ,对跃迁的能级进行了指认。在 94 6nm泵浦下测量了晶体的上转换荧光发射谱。研究了NYW晶体中Sm3 + 上转换发光的机制。

固体超强酸催化剂SO_4^(2-)/TiO_2-WO_3的制备及其催化性能研究

制备了固体超强酸催化剂SO2 -4/TiO2 WO3 ,并以丁酸丁酯的合成作为探针反应 ,系统考察了WO3 的含量、硫酸浸渍浓度、焙烧温度等制备条件对SO2 -4/TiO2 WO3 催化活性的影响 .实验表明 :制备催化剂的适宜条件为m(H2 WO4) =12 5 % ,硫酸浸渍浓度为 1 0mol·L-1,焙烧温度为 5 80℃ ,活化时间 3h .利用优化条件下制备的催化剂SO2 -4/TiO2 WO3 催化合成缩醛 (酮 ) ,在醛 /酮与二元醇 (乙二醇 ,1,2 丙二醇 )的投料摩尔比为 1∶1 5 ,催化剂的用量占反应物总投料质量的 0 5 % ,反应时间为 1h条件下 ,2 甲基 2 乙氧羰甲基 1,3 二氧环戊烷的收率为 78 7% ,2 ,4 二甲基 2 乙氧羰甲基 1,3 二氧环戊烷的收率为 83 0 % ,环己酮 -乙二醇缩酮的收率为 85 9% ,环己酮 1,2 丙二醇缩酮的收率为 84 6% ,丁酮 -乙二醇缩酮的收率为70 7% ,丁酮 1,2 丙二醇缩酮的收率为 88 3 % ,2 丙基 1,3 二氧环戊烷的收率为 80 6% ,4 甲基 2 丙基 1,3 二氧环戊烷的收率为 79 6% ,2 异丙基 1,3 二氧环戊烷的收率为 64 2 % ,4 甲基 2 异丙基 1,3 二氧环戊烷的收率为 83 3 % ,2 苯基 1,3 二氧环戊烷的收率为 75 3 % ,4 甲基 2 苯基 1,3 二氧环戊烷的收率为 95 1% .

Na_2WO_4-WO_3-ZnO体系熔盐镀钨

对Na2 WO4 WO3 ZnO体系熔盐镀钨工艺进行了详细研究 ,得到了获得金属钨镀层的工艺条件。结果表明 :在空气气氛中 ,当氧化钨的浓度为 1 5%～ 30 %时 ,于 850～ 950℃能得到金属钨镀层且镀层表面平整 ;当其它条件都相同时 ,在铜基体上获得钨镀层比钼基体上所需的温度略高一些 ;扫描电镜照片显示钨镀层与钼基体之间有明显分界面 ,元素线扫描结果证实镀层与钼基体间扩散层厚度仅为 2 .5μm ,基本不形成扩散层 ;不同电流密度下所获得的钨镀层X射线衍射表明镀层中存在织构。

Na_2WO_4-ZnO-WO_3体系的粘度特性研究

Na2 WO4 ZnO WO3熔盐体系是熔盐镀钨所用的重要体系 ,研究了该体系摩尔组成在Na2 WO4 :40 %～ 10 0 %,ZnO :0 %～ 3 7.5 %,WO3:0 %～ 60 %范围内的粘度。结果表明 :体系在温度约 85 0℃时发生结构上的变化 ,导致体系粘度随WO3含量变化的规律或ZnO含量变化的规律在约 85

Bi^(3+)或Sm^(3+)掺杂对NaGd(WO_4)_2∶Eu^(3+)荧光粉结构和发光性质的影响

采用水热法制备了白光LED用NaGd_(0.95-x)(WO_4)_2∶0.05Eu^(3+),x Bi^(3+)(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08)和NaGd_(0.95-y)(WO_4)_2∶0.05Eu^(3+),y Sm^(3+)(y=0,0.01,0.02,0.03,0.04)系列红色荧光粉,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜及荧光分光光度计等表征手段分析了样品的物相结构、颗粒形貌以及发光性质。结果表明:少量离子掺杂对NaGd(WO_4)_2的晶体结构影响较小,样品均为四方晶系、白钨矿结构的纯相;颗粒形貌呈四方盘状,且粒度均匀,分散性良好,Bi^(3+)或Sm^(3+)的引入使颗粒尺寸由原来的4μm分别增加至5μm和6μm。该系列荧光粉均可被近紫外光(394 nm)有效激发,其最强发射峰位于614 nm处,归属于Eu^(3+)的5D0→7F2电偶极跃迁。掺杂适量的Bi^(3+)或Sm^(3+)可有效提高NaGd_(0.95)(WO_4)_2∶0.05Eu^(3+)荧光粉的发光强度和红光的色纯度,其中Sm^(3+)的引入对其影响更为明显。

熔盐提拉法生长的Nd^(3+):KGd(WO_4)_2单晶的性能研究

采用熔盐提拉法生长出φ20min×35mm的优质Nd^(3+):KGd(WO_4)_2晶体,对晶体三个轴向的光谱进行了测试研究,结果表明a轴向的吸收和荧光谱峰最强,最适合于进行激光实验研究.采用脉冲氙灯泵浦φ3.5mm×26mm的激光器件,在1.067μm处得到125.5mJ的激光输出.在同等条件下对YAG:Nd激光晶体进行了激光实验研究,并对两种结果进行了比较,结果表明:和YAG:Nd^(3+)晶体相比,KGW:Nd^(3+)晶体具有激光阈值低、效率高和输出光为偏振光等优点,因此在小型激光器的应用方面具有明显的优势.

Na_2WO_4-ZnO-WO_3熔盐体系的电导率

用平行四电极法研究了Na2WO4-ZnO-WO3熔盐体系在x(Na2WO4)为0.40～1.00,x(ZnO)为0～0.4,x(WO3)为0～0.50组成范围内的电导率.结果表明:体系的电导率与温度的倒数呈指数关系;体系各组元对电导率的影响规律受x(ZnO)与x(WO3)比值的控制,当该比值小于1时,用ZnO逐步替代Na2WO4将导致体系的电导率增大,用Na2WO4逐步替代WO3也将导致体系的电导率增大,用WO3逐步替代ZnO将导致体系的电导率减小;当该比值大于1时,其规律正好相反;在Na2WO4含量一定的条件下,x(ZnO)与x(WO3)的比值为1时体系的电导率最大.

Yb^(3+):KGd(WO_4)_2材料的频率上转换发光

采用固相合成法 ,在 10 0 0℃烧结合成了一系列掺有Yb3+ 摩尔分数分别为x =0 0 3,0 0 8,0 10 ,0 12 ,0 15 ,0 18,0 2 0 ,0 2 5 ,0 2 8的KYbxGd( 1 -x) (WO4 ) 2 粉末样品。采用 980nm波长的LD泵浦源和RF 5 4 0荧光光谱仪 ,对这一系列掺有不同Yb3+ 摩尔分数的KYbxGd( 1 -x) (WO4 ) 2 粉末样品进行了荧光光谱的测定研究。结果表明 ,在 10 2 0nm处得到一个较弱的荧光峰 ,而在 4 76nm处得到很强的蓝色发光谱带。同时测定了蓝色发光强度与样品掺杂Yb3+ 摩尔分数的关系 ,随着Yb3+ 掺杂摩尔分数的增加 ,蓝色发光强度也随着迅速地增强 ,当Yb摩尔分数为 2 5 %时 ,荧光强度达到最大 ,然后 ,随着Yb掺杂摩尔分数的增加 ,蓝色发光强度也随着迅速地衰弱。当Yb掺杂摩尔分数为 8%～ 10 % ,10 2 0nm处的荧光强度达到最大。

射频磁控溅射法制备Al_2(WO_4)_3薄膜和负热膨胀性能研究

采用WO3和Al2O3陶瓷靶材,以双靶交替射频磁控溅射法,在石英基片上沉积制备了Al2(WO4)3薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),研究了退火温度对Al2(WO4)3薄膜的相组成和表面形貌的影响,采用表面粗糙轮廓仪和划痕仪测量薄膜厚度,探索了薄膜的制备工艺以及薄膜与基片的结合力,采用高温X射线衍射和晶胞参数指标化软件,初步研究了薄膜热膨胀特性。实验结果表明:磁控溅射沉积制备的这种薄膜为非晶态,表面平滑、致密,随着热处理温度的升高,薄膜开始结晶且膜层颗粒增大,在950℃热处理10 min后得到Al2(WO4)3薄膜,薄膜与基片的结合力为13.6 N,薄膜物质热膨胀特性呈各向异性。