Er3＋/Yb3＋共掺氟硅酸盐玻璃陶瓷的制备及其量子剪裁发光行为

本文报道了一类组成为50SiO2-10Al2O3-20ZnF2-20SrF2-3YbF3-0.05ErF3(mol%)的氟氧化物玻璃陶瓷的制备及其量子剪裁发光行为。XRD和TEM分析结果显示,玻璃陶瓷中均匀分布有尺度10~40nm的SrF2析晶相。光谱研究表明,玻璃陶瓷在Er3+激发峰波长377nm激发下存在Er3+向Yb3+的有效能量传递,可实现包括量子剪裁效应在内的波长变换功能。随着热处理温度的升高,玻璃陶瓷的近红外977nm发光逐渐增强,荧光寿命显著增长。

硼酸铋玻璃中Er3+和Yb3+的光谱特性

采用熔体冷却法制备了单掺Er3+和Yb3+的硼酸铋玻璃,并利用理论方法计算了硼酸铋玻璃中Er3+和Yb3+的光谱参数.详细分析了硼酸铋玻璃中Er3+和Yb3+离子光谱参数与玻璃组成和掺杂浓度的关系,并研究了Yb3+离子的辐射陷阱效应.实验表明,掺Er3+和Yb3+的硼酸铋玻璃是一种具有潜在发展前途的固体激光器和光纤放大器用激光材料.

YAG:Er3+粉体的sol-gel燃烧法合成与上转换发光研究

以柠檬酸作为络合剂和燃料,用sol-gel燃烧法,制备了(Y1-xErx)3Al5O12粉体(x=0.001、0.005、0.01、0.05、0.1).在800℃,粉体直接由无定形相转变为YAG单相.采用980nm的半导体激光器激发,YAG:Er3+发出较强的红绿光,且有两个主发射峰552.5nm和675nm.随着掺杂量的增加,发光强度先增加后减小,当Er3+掺杂量为5%(x=0.05)时,上转换发光强度最大.另外,对其上转换发光机制进行了讨论.

Ho3+共掺杂对NaYTiO4∶Er3+发光粉上转换发光调控作用研究

采用固相法于1 100℃下成功制备了钙钛矿结构NaYTiO4∶Er^3+, Ho^3+上转换发光粉。借助980 nm激光器系统研究了发光粉的上转换发光(UCL)特性及掺杂离子对UCL色纯度的调控作用。上转换发光测试结果表明,发光粉的上转换发光由波长位于525~560 nm的绿光和640~680 nm的红光组成,分别源于Er^3+的2H11/2、4S3/2→4I15/2跃迁和4F9/2→4I15/2跃迁。Ho^3+共掺杂会显著改变发光粉UCL的光谱组成。Er^3+离子单掺时,上转换发光以绿光为主。随着Ho^3+离子的引入,发光粉红光发射占据主导,且红绿光强度分支比(IR/IG)随Ho^3+浓度的提高由0.97增大到6.30,呈现优异红光色纯度。上述现象可归因于Er^3+→Ho^3+的能量传递。Ho^3+共掺杂引起的4S3/2(Er^3+)+5I8(Ho^3+)→4I13/2(Er^3+)+5I6(Ho^3+)过程,为Er^3+离子绿光的猝灭提供了渠道,随后Er^3+的4I13/2→4F9/2激发态吸收导致了红光发射的显著增强。

Er3+掺杂纳米TiO2的制备与光催化降解性能研究

利用溶胶-凝胶法合成不同Er3+掺杂量的TiO2光催化材料,考察了Er3+掺杂量(0%~1%)、焙烧温度(400~700℃)和焙烧时间(1~4 h)对TiO2光催化材料对亚甲基蓝溶液的降解率、物相组成和光催化性能的影响。研究结果表明,Er3+掺杂TiO2光催化材料的最优制备工艺为:Er3+掺杂量为0.5%、焙烧温度为500℃、焙烧时间为2 h。随着Er3+掺杂量的增加,光催化材料的晶粒尺寸不断减小;Er3+掺杂的光催化材料的平均晶粒尺寸会随着焙烧温度的升高而逐渐减小;在焙烧温度为500℃时,焙烧时间的延长不会造成光催化材料中TiO2相的晶型转变,但TiO2晶体的晶粒尺寸会不断长大。Er3+掺杂量为0%、0.5%和1%的光催化材料的禁带宽度分别为2.76、2.0 e V和2.47 e V,Er3+掺杂量为0.5%时光催化材料的禁带宽度最小,具有最高的光吸收范围。

1.55μm光纤放大器用掺Er3+碲酸盐玻璃光谱性能研究

制备了TeO2-BaO(Li2O,Na2O)-La2O3掺铒碲酸盐玻璃系统,测量玻璃的密度、折射率和DSC曲线,以及玻璃的吸收光谱和荧光光谱.由测得的密度和折射率等参数,应用Judd-Ofelt理论和McCumber理论,计算出碲酸盐玻璃的各光学性能参数与受激发射截面.且从测得热稳定性能较好的TBLE3荧光发射谱图中得到该碲酸盐玻璃荧光半高宽(FWHM)为～60nm,σepeak×FHWM值高达～600,明显大于掺铒硅酸盐玻璃和磷酸盐玻璃,表明该种碲酸盐玻璃是光纤发大器用的理想基质材料.

PSN-PMN-PT∶Er3+晶体Judd-Ofelt理论分析

为了探索Er^3+在铁电晶体场中的发光特性,采用高温溶液法生长了Er^3+掺杂Pb(Sc 1/2 Nb 1/2)O 3-Pb(Mg 1/3 Nb 2/3)O 3-PbTiO 3弛豫铁电单晶。该晶体在紫外-可见-近红外吸收光谱380~1800 nm波段出现了7个吸收峰;在980 nm泵浦光源照射下,该晶体的发射光谱出现了强绿光和强红光上转换发射带,分别对应于Er 3+的4S 3/2→4I 15/2和4F 9/2→4I 15/2跃迁;利用Judd-Ofelt理论计算了晶体的振子强度三参数(Ω2=2.54×10^-20 cm^2,Ω4=1.36×10^-20 cm^2,Ω6=2.38×10^-20 cm^2)以及Er^3+在PSN-PMN-PT晶体场中的跃迁几率、能级寿命和荧光分支比。研究结果表明PSN-PMN-PT∶Er 3+弛豫铁电晶体是一种新型发光晶体。

有机配体对NaBiF4:Yb3+/Er3+上转换纳米粒子形貌和发光性能的调控研究

本工作采用一锅溶剂热法分别制备了不同有机配体修饰的NaBiF4:Yb3+/Er3+上转换纳米粒子(UCNPs),并对其形貌和发光性能进行了研究。实验表明,有机配体的软模板和导向作用可调控UCNPs的粒径和形貌,且有机配体的缺陷钝化作用会使其发光增强。其中,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)修饰的UCNPs的增强效果最为显著,强度大约增加了9倍。此外,本研究进一步考察了该UCNPs在不同的温度和pH条件下的发光强度的变化规律。结果表明,在30~90℃之间,其发光强度随着温度的升高而降低;在强酸和强碱环境中,其发光强度显著降低,而在pH为5~6时,其发光强度最大。

激光粒度仪测定纳米Gd2O3:Er3+粉体粒度的研究

利用Nano317型激光粒度分析仪对纳米Gd2O3:Er3+的粒径测定样品处理方法进行研究,分别考察了分散介质、纳米Gd2O3:Er3+溶液的浓度、分散剂种类及用量、超声震荡和静置时间等处理条件对粒径测定的影响。结果表明:以蒸馏水为分散介质,纳米Gd2O3:Er3+的浓度为0.1 g/l,1 g/l六偏磷酸钠为分散剂,超声时间大于30 min时,激光粒度分析仪测定值达到稳定,测得粒径大小与扫描电镜结果一致。

天香丹胶囊通过ERα调节细胞焦亡减轻H9C2细胞缺氧复氧损伤的机制研究

目的:探讨天香丹胶囊通过ERα调节NLRP3对H9C2细胞缺氧复氧损伤的影响。方法:体外培养心肌细胞,分为空白对照组、模型组、雌激素(E2)阳性对照组及天香丹胶囊含药血清低(5%)、高(15%)浓度组和天香丹胶囊含药血清(15%)+AZD9496(雌激素抑制剂)组、天香丹胶囊含药血清(15%)+MCC950(NLRP3抑制剂)组。CCK-8测定细胞活力;DCFH-DA荧光探针测定心肌细胞活性氧(ROS)水平;ELISA检测细胞上清中LDH、IL-1β、IL-18水平;Hoechst33342/PI双染评价细胞焦亡情况;Western Blot检测雌激素受体ERα和焦亡相关蛋白NLRP3、Caspase-1、GSDMD的表达。结果:与空白对照组比较,模型组细胞活力显著降低,ROS、LDH、IL-1β、IL-18水平及焦亡相关蛋白表达显著升高(P<0.05),PI红色荧光明显增强。与模型组比较,天香丹胶囊含药血清低、高浓度组细胞活力显著升高,ROS、LDH、IL-1β、IL-18水平及焦亡相关蛋白表达显著降低(P<0.05),PI红色荧光明显减弱,天香丹胶囊含药血清高浓度组细胞ERα蛋白表达显著升高(P<0.05)。AZD9496可逆转天香丹胶囊的作用。结论:天香丹胶囊可缓解心肌细胞缺氧复氧后损伤,减轻炎症反应,可能与调节ERα和NLRP3焦亡机制有关。

新型Al_2O_(3)-CaO-ZnO玻璃制备与Er^(3+)∶2.7 μm中红外发光性能

3 μm波段的中红外光纤激光器在生物医疗、环境监测和军事等领域具有重要的应用前景,在国内外受到了广泛的关注和研究。低声子能量、高效稳定的中红外玻璃作为光纤激光器的核心工作介质,是实现3 μm波段中红外激光的重要基础。本文采用熔融-淬冷法制备了掺Er^(3+)新型Al_2O_(3)-CaO-ZnO玻璃,通过热分析、拉曼光谱、透射光谱以及光致发光光谱等对玻璃的热力学、结构、透过波长范围和中红外发光性能进行了表征。结果表明,Al_(2)O_(3)-CaO-ZnO玻璃具有较高的玻璃化转变温度(~750℃)、较低的声子能量(~780 cm^(-1))以及较宽的透过波长范围(0.5~5 μm);在980 nm激光激发下,在掺Er^(3+)玻璃中观察到了明显的2.7 μm(Er^(3+)∶^(4)I_(11/2)→^(4)I_(13/2))波段荧光发射。研究结果表明Al_(2)O_(3)-CaO-ZnO体系玻璃是一种优良的中红外激光基质材料。

基于PLC1200的机器人分拣及装配系统设计

【目的】提高人工装配效率,设计一款机器人分拣及装配系统,实现工业机器人智能自动分拣。【方法】以埃夫特ER3-C30型工业机器人和西门子CPU1214C型号的PLC为控制核心,结合传感检测、视觉系统、变频器控制以及触摸屏等技术,设计了一款基于PLC1200与工业机器人控制的物料分拣系统,系统包括触摸屏界面、关联触摸屏、PLC、视觉系统、机器人信息传递相关量,采用博图15.1软件进行PLC编程,设计了工业机器人自动分拣程序,同时对系统进行测试。【结果】整个控制系统运行良好,编程方法可靠便捷,实现了工业机器人智能自动分拣,可以高效率完成物料的搬运和装配任务,值得推广应用。

ER69-3盘条退火过程晶界氧化问题分析与改进

ER69-3作为工程机械用70 kg级焊丝钢的代表牌号,其热轧盘条在720℃保温3.5 h退火后,经过机械除鳞和拉拔、镀铜等工序加工的焊丝表面出现“发黑”现象,“发黑”的焊丝表面存在较多裂纹缺陷,对应的退火盘条存在明显晶界氧化现象。通过单变量试验,确认退火盘条的晶界氧化主要是因为退火温度设定较高,在720℃时氧化铁皮中的氧从晶界向基体扩散,产生晶界氧化。试验通过降低退火温度至670℃或酸洗去除氧化铁皮后再进行720℃退火处理两种措施,均可保证退火后消除马氏体和贝氏体组织,同时确保退火盘条几乎不产生晶界氧化,解决了退火盘条加工过程中焊丝表面“发黑”的问题。

不同掺杂浓度Er∶Lu_(2)O_(3)透明陶瓷的制备与性能研究

Er∶Lu_(2)O_(3)透明陶瓷具有高热导率、高抗热震性能、良好的光谱特性和低制备温度等优势,是实现近、中红外波段高效率、高功率激光输出的候选固态增益介质之一。针对Er∶Lu_(2)O_(3)透明陶瓷的应用激光波段,探究Er^(3+)掺杂浓度对陶瓷制备和性能的影响,对实现高品质Er∶Lu_(2)O_(3)陶瓷的研制非常关键。本文以共沉淀法合成Er∶Lu_(2)O_(3)纳米粉体,采用真空预烧结合热等静压(HIP)烧结工艺制备出Er∶Lu_(2)O_(3)透明陶瓷。研究表明,1100℃煅烧的Er∶Lu_(2)O_(3)纳米粉体物相与立方相Lu_(2)O_(3)一致,10%Er掺杂浓度(原子数分数)粉体分散性更好。经过1500℃预烧所得的0.3%和10%(原子数分数)Er∶Lu_(2)O_(3)陶瓷的平均晶粒尺寸分别为0.86和0.87μm,相对密度分别为95.1%和96.2%。对应预烧陶瓷经过1750℃HIP后,在2400 nm处直线透过率分别为71.6%和78.0%(厚度2.9 mm),其中,0.3%Er∶Lu_(2)O_(3)陶瓷残留较多气孔,在短波范围直线透过率锐降。计算了Er∶Lu_(2)O_(3)透明陶瓷的吸收和发射光谱,0.3%Er∶Lu 2O 3陶瓷在1.55μm波段具有更高的吸收、发射截面。

掺杂浓度对BaGd_2ZnO_5∶Er^(3+)/Yb^(3+)荧光粉上转换发光的影响

采用传统高温固相法合成了一个系列不同Er3+浓度单掺的BaGd2ZnO5荧光粉和两个系列分别改变Er3+、Yb3+浓度的共掺杂BaGd2ZnO5荧光粉.采用X射线衍射对得到荧光粉的晶体结构进行了分析,证实所有产物均为纯相BaGd2ZnO5,掺杂浓度的变化未引起晶相改变.采用980nm激光作为激发源,在同样条件下测量了不同稀土掺杂浓度样品的上转换发射光谱.实验发现Er3+单掺杂样品的绿色上转换发光强于红色上转换发光;当Yb3+浓度为20%,不同Er3+浓度共掺杂样品的红色上转换发光强于绿色发射上转换发射;而固定Er3+浓度为5%,不同Yb3+浓度样品的红色和绿色上转换发射强度均较强.研究了不同稀土离子掺杂浓度样品的上转换发光强度与激光器工作电流(即不同激发功率密度)的关系,通过分析发现所有样品的红色和绿色上转换发光均为双光子过程.计算了不同稀土掺杂浓度样品的色坐标,发现掺杂浓度对样品色坐标具有较大影响,通过调整掺杂浓度可对色坐标进行调整.

Yb^(3+)/Er^(3+)掺杂氟氧化物微晶玻璃的制备与发光性能

采用高温熔融法制备了Yb3+/Er3+掺杂的氟氧化物发光微晶玻璃,确定了最佳熔化温度(1 100℃)和退火温度(440℃,480℃)。测定得到基质玻璃的透过率为85%,掺入稀土后,透过率有所下降,并出现了稀土离子的特征吸收峰。980 nm半导体激光器(LD)激发下样品的上转换发射光谱存在4个明显的发射峰,分别为410,532,546和656 nm,对应于2H9/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁。研究了不同Yb3+/Er3+(摩尔分数)和Er3+浓度对上转换发光强度的影响,当Yb3+∶Er3+=4∶1、Er3+摩尔分数为1.5%时,上转换发光强度达到最高。根据发光强度与泵浦功率之间的关系,确定了上转换发射均为双光子过程。讨论了Yb3+,Er3+离子间的能量传递,建立了上转换发光机制。

Er^(3+)掺杂TiO_2空心球的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯、氧化铒、硝酸等为原料,采用碳球模板法制备了Ti O2:Er3+空心球材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等测试方法,对样品的结构和形貌进行了表征。并利用紫外–可见(UV-Vis)分光光度计考察了Ti O2:Er3+空心球材料在催化染料罗丹明B、亚甲基蓝、茜素红、甲基橙的脱色降解过程中的应用性能。系统研究了Er3+掺杂浓度、不同离子型染料和染料水溶液的p H等因素对催化降解效率的影响。实验结果表明:经600℃煅烧3 h制备的Ti O2:Er3+为锐钛矿晶型,空心球结构,尺寸均匀,粒径约为120 nm,比表面积约为60.5 m2/g;Er3+掺杂量为0.5mol%的样品对甲基橙染料的催化降解效率最高;对四种不同离子型染料,茜素红的催化降解效果显著,在紫外光照射下,催化效率较未掺杂Er3+的Ti O2提高了约30%。

基于NaYF_4:Yb^(3+),Er^(3+)上转换发光材料的色彩设计

采用共沉淀法制备β-NaYF4:Yb3+,Er3+。X射线衍射图谱结果表明退火有利于β相生长。样品在970nm处有一强烈吸收峰,利用980nm激光激发样品,实现红、绿、蓝三色上转换发光;其中蓝光相对较弱,红、绿光的发射峰分别为521,539,659nm。速率方程表明红、绿发射对应跃迁均是双光子过程,实验结果与理论分析相符。此外,对红、绿发射带面积比的研究表明激发功率和Yb3+掺杂量影响发光颜色;进而可实现简便的色彩设计。

Judd-Ofelt光谱分析理论

对Judd- Ofelt光谱分析理论 (J- O理论 )的发展和应用进行了综述。J O理论用于分析固体中的稀土离子的吸收、发射光谱 ,可计算它们的跃迁几率、谱线强度、能级寿命、发射截面等。在J O理论中考虑J混合后 ,可使理论和实验结果更好地吻合。采用改进的J -O理论 ,可较好地对Pr3 + 光谱进行分析。由TPM方法 ,可用非极化光透射光谱来分析各向异性晶体的光谱性质 ,并且对样品的加工无特殊定向要求。对于重叠吸收光谱带 ,拟合J- O参数时可以近似为一个带进行处理。利用荧光寿命也可对J- O参数进行计算。

NaYF_4∶Er^(3+)的水热合成及其紫外上转换发光性能

采用水热法制备了Er3+掺杂的NaYF4上转换发光材料,X射线衍射结果表明,当反应温度为180℃和200℃时,晶体属于六方晶型和四角晶型混合相态;当反应温度为220℃时,该晶体属于纯六方晶型结构。SEM和TEM观察发现,晶粒为六角形,样品颗粒分散性好,平均粒径约为100 nm。荧光光谱测试结果表明,当激发波长为500 nm时,样品发射出紫外光。从Er3+能级图谱可以得出,Er3+基态电子4I15/2首先跃迁到2H11/2与4S3/2能级上,随即经过能量转移上转换过程(ETU)分别发射出310 nm和340 nm的紫外光。结合Er3+发光机理可以推出上转换峰310 nm和340 nm均属于双光子过程。研究结果表明,以NaYF4为基质掺杂Er3+产生的紫外上转换光在生物成像、光催化发应及生物标记等方面有着广阔的应用前景。