MgO/Eu_2O_3共掺杂对Al_2O_3陶瓷微波介电性能的影响

利用湿化学法制备了MgO/Eu2O3共掺Al2O3陶瓷,研究了不同的MgO/Eu2O3掺杂量对Al2O3陶瓷物相组成、显微结构和微波介电性能的影响。结果表明:适量的MgO/Eu2O3共掺有助于Al2O3的致密化和晶粒生长。在介电性能方面,MgO/Eu2O3共掺对Al2O3陶瓷的介电常数没有明显的影响,但对介电损耗的影响显著。随着Eu2O3含量的增加,Al2O3陶瓷的Q×f值会呈现先增加后下降的变化趋势。0.05wt%MgO/0.10wt%Eu2O3共掺的样品在1590℃下保温4 h获得的微波介电性能最佳,εr^9.82,Q×f^225,225 GHz。Q×f值的这种变化可能与样品微观结构的变化相关。先是随着MgO/Eu2O3共掺量的增加,晶粒尺寸不断增加,晶界不断减少,这有利于Q×f值的提高;接着,当MgO/Eu2O3共掺量进一步增加时,晶粒尺寸不断下降,晶界增多,这会导致样品Q×f值的降低。另外,应力和第二相也可能对Q×f值的变化产生影响。

Bi^(3+)共掺和能量传递对BaY_2Si_3O_(10):Eu^(3+)发光的调制和增强

荧光粉BaY_2Si_3O_(10):Bi^(3+),Eu^(3+)经高温固相法制备并由X-ray衍射谱仪分析其物相结构。实验结果显示Bi^(3+)共掺下BaY_2Si_3O_(10):Eu^(3+)的激发光谱呈现一个有明显增强的宽电荷转移带(CTB)和系列Eu^(3+)的f-f窄吸收峰,发射谱为Eu^(3+)的~5D_0—~7F_J橙-红光发射。当用285 nm紫外光激发时,Bi^(3+)到Eu^(3+)间存在有效的能量传递,导致Bi^(3+)的宽带紫外发射(中心345 nm)强度减弱,而Eu^(3+)的橙-红光发射显著增强;随着Eu^(3+)浓度的增加,能量传递效率也随之提高。最佳Eu^(3+)浓度为0.4摩尔百分比,此后荧光粉发射强度发生浓度猝灭。结果表明Bi^(3+)共掺时明显改善和提升荧光粉在电荷转移带(200~350 nm)的激发效率。Bi^(3+)到Eu^(3+)间主要的能量传递机制是通过四极-四极相互作用实现,并且能量传递的临界作用距离是1.604 nm。

溶胶-凝胶法制备Eu^(3+)-Ce^(3+)共掺杂TiO_2及光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Eu^(3+)-Ce^(3+)共掺杂TiO_2纳米粉体,以亚甲基蓝溶液为目标降解物、用正交试验方法考察了内部因素和外部因素对掺杂样品的光吸收和光催化性能的影响,同时采用XRD、FE-SEM、UV-Vis吸收谱等表征了样品结构与性能。结果表明,最佳的实验方案是热处理温度为550℃、Ce^(3+)的掺杂量为0.02mol%、Eu^(3+)的掺杂量为0.2mol%,最佳的外部环境是共掺杂TiO_2纳米粉体光催化剂加入量为0.15 g/50 mL、亚甲基蓝溶液的初始pH值及浓度分别为6.5和10 mg/L。样品的晶粒尺寸在20 nm左右,共掺样品的光催化率明显比单掺和未掺样品的高,且吸收边向可见光红移了53nm左右。共掺样品对亚甲基蓝降解反应符合一级动力学模式。共掺样品光催化率的提高归因于Eu^(3+)和Ce^(3+)的协同作用,一方面增加有效的空穴电子数;另一方面可使样品吸收更低能量的波长而被激发。

Ce^(3+)共掺杂对Y_2O_3:Eu^(3+)荧光粉的发光性能和颗粒形貌的影响

采用化学反应与高温固相反应相结合的方法制备了Ce3+和Eu3+共掺杂Y2O3荧光粉,利用X射线衍射和扫描电镜分析,发现Ce3+离子共掺杂对Y2O3:Eu3+荧光粉的颗粒形貌有显著的影响,随着Ce3+离子浓度的改变,形貌可从球型转变为管状。荧光光谱分析表明,所制备的共掺杂荧光粉主要发射位于614纳米的红光峰和位于587纳米的发射带。随着Ce3+离子浓度的增加,Eu3+离子的614纳米发射峰和587纳米发射峰的强度显著增强。本文还详细讨论了Ce3+离子对Eu3+离子的发光产生增强效应的物理机制。

Tb^(3+)共掺杂Al_2O_3:Eu粉体的结构及其光致发光研究

用碳酸氢铵和氨水的混合溶液来作复合沉淀剂,采用共沉淀法制备了Tb3+共掺杂Al2O3:Eu粉体.用X射线衍射(XRD)对其相结构进行了研究,通过荧光分光光度计分析了Tb3+离子共掺杂浓度对Al2O3:Eu的发光性能的影响.研究结果表明:Tb3+掺杂提高了γ-Al2O3的热稳定性.并观察到Tb3+→Eu3+的能量传递,最佳掺杂浓度为5 mol%,提高了Al2O3:Eu的发光强度.

Li^+、Na^+和Eu^(3+)共掺Lu_2O_3的制备及发光特性研究

用高温固相法合成了不同掺杂浓度的Li^+、Na^+和Eu^(3+)共掺Lu2O3闪烁体发光材料,使用XRD进行结构表征,用扫描电镜观察了样品形貌,测量了激发光谱、发射光谱,分析了Li+、Na+和Eu3+的掺杂浓度以及温度对合成样品发光强度的影响。结果显示,Li^+、Na^+掺杂摩尔分数分别为2.5%和1%,在800℃空气中煅烧2 h制备的Lu2O3∶5%Eu~ (3+)样品的发光最强。在同样条件下,比单掺2.5%Na+的样品发光强度提高1.89倍,比单掺2.5%Li+的样品发光强度提高3.97倍,比不掺Li+和Na+的样品发光强度提高6.43倍。

掺铒Al_2O_3薄膜与镱铒共掺Al_2O_3薄膜光致发光特性比较

用中频磁控溅射工艺分别制备了掺铒Al2O3薄膜和镱铒共掺Al2O3薄膜,室温下测量了它们的光致发光特性。结果表明:镱铒共掺Al2O3薄膜光致发光的峰值强度为掺铒Al2O3薄膜的8倍以上,两者的半值宽度近似相等;泵浦功率增强,掺铒Al2O3薄膜光致发光强度出现饱和趋势,但镱铒共掺Al2O3薄膜的光致发光强度随泵浦功率线性增加。

痕量双掺Sm^(3+)和Gd^(3+)对Y_2O_2S∶Eu^(3+)发光特性的影响

通过对Y2O2S∶Eu3+红色荧光粉痕量引入Sm3+和Gd3+的研究,发现可有效地增强发光强度,明显改善其电压特性(发射强度与激发电压间的关系特性),且不影响材料的其他物理化学性能。讨论和分析了发射强度增强、电压特性改善的原因:Gd3+对Y3+的置换,减少了因Eu3+对Y3+置换所引起的晶格的畸变、缺陷,使Eu3+离子晶场环境得到改善,从而减弱了无辐射过程及因晶格畸变所造成的能量损失;Sm3+的发射与Eu3+的吸收(激发)的部分重叠,且Eu3+激发光谱中包含有Sm3+激发跃迁谱线,导致了Sm3+→Eu3+共振能量传递可能性,有效地实现Sm3+对Eu3+的敏化效应。

镱铒共掺Al_2O_3薄膜光致发光特性优化

用中频磁控溅射方法在SiO2/Si基底上制备了五组固定掺铒浓度不同镱铒浓度比率的镱铒共掺Al2O3薄膜样品.室温下测量了薄膜在1.430μm^1.630μm波段范围内光致发光光谱.研究发现,镱的掺入有效地提高了三价铒离子的光致发光强度,最优的镱铒掺杂为:掺铒0.33 mol%,Yb3+∶Er3+=10∶1,比相同掺铒浓度单掺铒样品光致发光峰值强度增强40倍;确定的掺铒浓度,有着固定的最佳镱铒浓度比率,主要是镱铒离子间的正向和反向能量传递相互作用的结果,但最佳镱铒浓度比率随着掺铒浓度的增加呈现下降趋势;单掺铒薄膜的光致发光峰值强度随掺铒浓度呈现近Gauss形状变化,而最佳镱铒共掺样品的光致发光峰值强度随掺铒浓度呈现了倒Gauss形状变化.

Er^(3+)单掺及Er^(3+)/Yb^(3+)共掺SiO_2-Al_2O_3-La_2O_3玻璃光谱性质研究

研究了单掺Er3+ 及Er3+ /Yb3+ 共掺SiO2 Al2 O3 La2 O3玻璃的光谱性质随稀土离子浓度变化规律 ,应用McCumber理论计算了玻璃在 1.5 3μm的发射截面及积分吸收截面 .结果表明 :在Er3+ 离子掺杂浓度相同时 ,玻璃在 980nm吸收截面与Yb3+ 掺杂浓度成反比 ;当样品中Yb3+ 离子掺杂浓度为 3.94× 10 2 0 cm- 3时 ,玻璃在 1.5 3μm的吸收截面和发射截面最大 ,在 1.4 0～ 1.60 μm积分吸收截面也最大 ;Er3+ /Yb3+ 共掺SiO2 Al2 O3 La2 O3玻璃在 1.5 3μm的荧光半高宽随Er3+ 掺杂浓度升高而增加 ,当Er3+ 离子掺杂浓度为 2 .4 1× 10 2 0 cm- 3 时 ,玻璃的荧光半高宽 (FWHM )达到 5 2 .5nm .

金属Li^+、Na^+、Eu^(3+)共掺Gd_2O_3纳米粉末发光特性研究

用固相法制备不同浓度的Na^+、Li^+和Eu^(3+)共掺Gd_2O_3纳米粉末,测量了该粉体的XRD、SEM、激发光谱和发射光谱,分析了样品的微观结构、形貌,研究和讨论了不同浓度的Li^+、Na^+、Eu^(3+)共掺杂Gd_2O_3纳米粉体的光致发光特性.实验结果表明,与Gd_2O_3:Eu^(3+)相比,单掺Li^+、Na^+和Li^+、Na^+共掺Gd_2O_3:Eu^(3+)的纳米粉的发光强度显著提高.

掺Er及Yb-Er共掺Al2O3光波导放大器噪音特性的数值模拟

利用由速率方程、有限元场分布、传输方程构建的综合理论模型,数值求解了掺Er及Yb-Er共掺Al2O3光波导放大器的噪音系数和正反向自发辐射功率.结果表明,随波导长度的增加,当增益开始下降时,噪音系数显著增加.同时显示了抽运功率和掺杂浓度对噪音系数的影响,比较了两种掺杂放大器的噪音系数,Yb-Er共掺比只掺Er的约小0.8dB.

共掺调剂离子Na+/Gd^3+调控Eu∶CaF2晶体的发光特性研究

采用多孔坩埚温度梯度法生长了0.6at%Eu∶CaF2晶体和共掺0.6at%Eu,6.4at%Na∶CaF2,0.6at%Eu,6.4at%Gd∶CaF2晶体。XRD测试表明晶体仍均表现为纯CaF2的立方相,共掺后吸收强度降低。以398 nm氙灯激发晶体材料,荧光光谱表明共掺调剂离子后可明显增加Eu^2+在424 nm处的发光强度,而Eu^3+的特征发射5D 0→7F J(J=1,2,3,4)除了表现出半峰宽变大外,峰位和强度均无明显变化。0.6at%Eu,6.4at%Gd∶CaF2表现出Eu^3+的5D 2→7F 3和5D 0→7F 0特征发射峰,主要可能归因于共掺Gd^3+后打破了非反演对称结构,R值(电、磁偶极跃迁比值)明显降低,提高了晶体格位结构的对称性。共掺Na+后在CIE色域坐标图上显示坐标由(0.3037,0.1425)可变为(0.2043,0.0626),对应从紫色到蓝色的色域调控。

Y^(3+)共掺杂对掺Er^(3+):Al_2O_3粉末光致发光的增强作用

采用非水性溶胶-凝胶法制备了Y3+共掺杂的掺Er3+:Al2O3粉末,Er3+浓度为0．1和1．0mol％,Er3+和Y3+浓度比为1:0-10．X射线衍射和光致发光(PL)光谱结果表明: 900℃烧结的掺0．1和1．0mol％Er3+:Al2O3粉末为具有非晶化特征的γ和θ混合相结构,非晶化趋势随Y3+共掺杂浓度增大而增加．掺0．1mol％Er3+:Al2O3粉末,PL光谱强度和半高宽随掺Y3+浓度增大无明显变化．掺1．0mol％Er3+:Al2O3粉末,PL光谱强度和半高宽随掺Y3+浓度增大而增加,10mol％Y3+共掺杂粉末的发光强度提高50倍,约为掺0．1mol％Er3+:Al2O3粉末的10倍,半高宽从77nm增至92nm．Y3+共掺杂对较高浓度掺Er3+:Al2O3粉末PL性能的增强作用归因于Y3+对Er3+在基体中的分散和配位结构多样性的提高．

Li+、Na+共掺(YxGdyLu1-x-y)2O3∶0.5%Pr3+荧光粉的制备及发光特性研究

用高温固相法制备了Li+,Na+共掺(YxGdyLu1-x-y)2O3:0.5%Pr3+荧光粉末。用XRD对样品进行结构表征,用扫描电镜观测了样品的形貌,测量了样品的激发光谱、发射光谱及发光衰减曲线。结果显示,Li+、Na+和Pr3+的掺杂没有引起(YxGdyLu1-x-y)2O3立方晶相结构的改变。在单一基质中掺杂的Li+、Na+可有效改善晶粒尺寸,在复合基质中掺杂的Li+、Na+,不仅可以有效改善晶粒尺寸,还使得样品有陶瓷化的趋势。在272 nm激发下,粉末样品在632 nm处均呈现较强的Pr3+红色发射。不同条件下,1000℃煅烧2 h获得的(Y0.05Gd0.05Lu0.9)2O3:0.5%Pr3+,2.5%Li+,1%Na+荧光粉末的发光最强,且荧光寿命较短。

Ho^(3+)/Yb^(3+)共掺ZnO-Al_2O_3-GeO_2-SiO_2玻璃陶瓷的制备和上转换发光性质

综合ZnO-Al_2O_3-SiO_2系和锗酸盐玻璃陶瓷的优点,采用熔融-晶化法首次制备了Ho^(3+)/Yb^(3+)共掺以ZnAl_2O_4为主晶相的ZnO-Al_2O_3-GeO_2-SiO_2系玻璃陶瓷。因[GeO_4]四面体和[SiO_4]四面体都是玻璃网络形成体,讨论了GeO_2取代SiO_2对玻璃陶瓷样品硬度及发光性能的影响,最终确定GeO_2的取代量为10.55%(w/w)时,玻璃陶瓷综合性能最佳。在980 nm泵浦光的激发下,发现强的绿色(546 nm)和弱的红色(650 nm)上转换发光,并研究了不同Ho^(3+)/Yb^(3+)掺杂比对样品上转换发光的影响,最终结果表明当Ho^(3+)/Yb^(3+)掺杂比为1∶11(n/n)时样品荧光强度最强,在绿色上转换发光材料方面具有潜在的应用。

纳米Ag薄膜增强Er^(3+)/Yb^(3+)共掺Al_2O_3薄膜上转换发光特性研究

采用射频磁控溅射在石英基底上制备Al_2O_3:Er^(3+)/Yb^(3+)薄膜,在其表面采用直流磁控溅射沉积纳米Ag薄膜。上转换发光测试表明在491和678 nm的发射峰出现了5.8倍和5.2倍的增强。X射线衍射、原子力显微镜以及透射﹑吸收和散射光谱表明:491 nm发射增强主要源于局域表面等离子或表面等离子与发射带的共振耦合辐射机制,而678 nm发射增强主要源于纳米Ag膜对荧光的LSP散射机制。

Al掺入来源Al(OH)_3和Al_2O_3对BaAl_2O_4∶Eu^(2+)发光及余辉调控的影响

本文采用高温固相法分别以Al(OH)_3和Al_2O_3为Al^(3+)的掺入来源合成了BaAl_2O_4∶Eu^(2+)发光材料。研究表明,掺Al(OH)_3样品发明亮的绿光而无余辉,掺Al_2O_3样品发蓝绿光有较强余辉,其余辉长达455 s。随着Al^(3+)掺入来源Al(OH)_3含量的增高,发射光谱发生红移现象。通过热释光谱分析得,Al_2O_3为原料的样品热释峰强度远远大于Al(OH)_3的热释峰,是它的十几倍。这证明Al(OH)_3为原料合成的材料内部存在的浅陷阱,对材料基本上没有余辉贡献。掺Al_2O_3合成的材料内部的深陷阱影响了材料发光的衰慢过程,表现为材料具有比较长的余辉持续时间。通过Al^(3+)的掺入形式及浓度的控制可以做到对BaAl_2O_4∶Eu^(2+)发光材料长余辉的调控,是很有应用潜力的发光材料。

Yb^3＋,Ho^3＋共掺氧化钇透明陶瓷的制备及其性能

研究了共沉淀法制备Yb/Ho∶Y2O3纳米粉末及其透明陶瓷的烧结工艺,采用Y(NO3)3、Yb(NO3)3和Ho(NO3)3的混合溶液为母盐溶液,以氨水为沉淀剂,在不同pH值下,用共沉淀法制备得到了碱式硝酸盐前驱体沉淀。1100℃煅烧2h得到Yb/Ho∶Y2O3纳米粉末。采用0.5wt%的TEOS(正硅酸四乙酯)为添加剂,1700～1850℃真空烧结15～25h后,得到了Yb/Ho∶Y2O3透明陶瓷。

微型化LD泵浦Er^(3+),Yb^(3+)共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器

报道了一种主要应用于激光测距的微型化激光二极管泵浦Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃被动调Q激光器。采用中心波长940nm的二极管作为泵浦源,Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃作为增益介质,Co2+:MgAl2O4作为被动调Q晶体,通过优化增益介质和被动调Q晶体参数,获得了最佳的增益介质长度和被动调Q晶体初始透过率。当泵浦能量14mJ,重复频率10Hz,泵浦脉宽5ms时,获得了单脉冲能量480μJ,脉宽5ns,峰值功率大于20kW的激光输出,激光光束质量因子为1.2。