Nd^(3+):GdScO_(3)晶体场能级及拟合分析

采用提拉法生长出了钕掺杂钪酸钆晶体(Nd^(3+):GdScO_(3)),通过低温吸收光谱和室温发射光谱,对其中Nd^(3+)的实验能级进行分析指认,确定了Nd^(3+):GdScO_(3)的66个实验Stark能级,拟合了其自由离子参数和晶体场参数,拟合均方根误差为13.17 cm^(–1).与Nd^(3+):YAP和Nd^(3+):YAG相比,Nd^(3+):GdScO_(3)的晶场强度较弱.弱的晶体场强度有可能是Nd^(3+):GdScO_(3)晶体具有优良激光特性的原因之一.本文数据集可在https://www.doi.org/10.57760/sciencedb.15702中访问获取.

Nd^(3+)掺杂钙钛锆石(Ca_(1-x)Nd_(x)ZrTi_(2)O_(7+x/2))相变行为的研究

为研究钙钛锆石对放射性元素Am^(3+)的稳定固化作用,以Nd^(3+)为Am^(3+)的模拟元素,系统研究了高温固相法制备Ca_(1-x)Nd_(x)ZrTi_(2)O_(7+x/2)时,Nd^(3+)异价取代钙钛锆石晶格中Ca^(2+)位(0≤x≤1.0)所导致的相态演变行为。合成Ca_(1-x)Nd_(x)ZrTi_(2)O_(7+x/2)的XRD、Raman、BSE和EDS测试结果表明:钙钛锆石(Zirconolite)晶格对Nd^(3+)离子的固溶量可达70%(x=0.7),可有效实现对Am^(3+)模拟元素Nd^(3+)离子的固化。但随着Nd^(3+)掺杂量(x≤0.3)增加,Zirconolite-2M晶格中O^(2-)和Nd^(3+)的无序化程度逐渐增加、(Ca/Nd)-O键长逐渐变小,直至(x=0.4)引起Zr^(2+)、Ti^(4+)附近的O^(2-)配位数发生改变(ZrO7→ZrO8、TiO5→TiO6),Zirconolite-2M晶格结构开始向Zirconolite-4M转变。x=0.5时,陶瓷体完全转变为Zirconolite-4M晶格且O^(2-)和Nd^(3+)有序度重新变高、Ti—O键长增加;直至x=0.6、x=0.7时,陶瓷体仍为单一Zirconolite-4M结构,但晶格中O^(2-)和Nd^(3+)的有序度又逐渐降低,以至于在x=0.7陶瓷体亚晶格中微量Ca^(2+)、Zr^(4+)、Nd^(3+)离子占位转变为烧绿石(Pyrochlore)结构。而在0.8≤x≤0.9范围内,Zirconolite-4M结构完全消失,陶瓷体为多相共存状态(Pyrochlore、ZrTiO_(4)和Nd2(TiZr)_(4)O_(11)物相)。Nd^(3+)完全取代Ca^(2+)位(x=1.0)时,陶瓷体变为单一Nd2(TiZr)_(4)O_(11)固溶体相。陶瓷体晶粒的BSE和EDS分析证实了这种相变规律。

溶液燃烧法制备Nd^(3+)掺杂LaBO_(3)荧光粉

以La(NO_(3))_(3)·6H_(2)O、H_(3)BO_(3)为原料、C_(2)H_(5)NO_(2)为燃烧剂、Nd(NO_(3))_(3)·6H_(2)O为改性剂,通过溶液燃烧法合成Nd^(3+)掺杂LaBO_(3)荧光粉。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)以及荧光光谱(PL)对产物进行表征分析。结果表明,制备的粉体均为正交晶系硼酸镧,在煅烧温度875℃、Nd^(3+)掺杂量3%的优化条件下制备的硼酸镧荧光粉发光性能最好,且其在紫外光区和可见光区均表现出良好的光吸收性能,发蓝绿色光,可广泛应用于激光照明和LED照明等领域。

具有光热转换能力的近红外光学测温材料BaY_(2)O_(4)∶Nd^(3+)

光热治疗亟需一种准确、高效、分辨率高且适用于深层生物组织的测温手段以辅助其治疗过程。本文以高温固相法合成了BaY_(2)O_(4)∶Nd^(3+)材料,并基于Nd^(3+):^(4)F_(3/2)的Stark劈裂能级实现了较为精准的光学测温。数据表明,其测温的绝对灵敏度、相对灵敏度及分辨率的最佳值可分别达到0.09%·K^(-1)、0.69%·K^(-1)和0.05 K,优于大多数同类型温度计的相应数值。与此同时,因该光学温度计的激发和发射波长均位于生物窗口之内,使其在生物组织中的穿透深度可达到8 mm。另外,该材料还具有一定的光热转换能力。上述结果表明,Nd^(3+)单掺的Ba Y_(2)O_(4)在深层组织的光热治疗方面具备一定的应用潜力。

Nd^(3+)掺杂磷酸盐激光玻璃猝灭浓度的计算与预测

通过研究稀土离子在玻璃中激发态布居数与掺杂浓度之间的关系,建立了一种半定量的激光玻璃发光猝灭浓度预测的研究方法。研究发现,在Nd^(3+)掺杂磷酸盐玻璃中,无辐射跃迁速率与浓度的线性相关性大于其与浓度的平方相关性,表明OH-对无辐射跃迁几率的影响大于稀土离子之间的能量传递过程。选择低浓度下的荧光寿命代替自发辐射跃迁寿命预测猝灭浓度,有效降低了多声子弛豫以及OH-的影响,预测发光猝灭浓度与实验值的绝对误差从0.82%降低到了0.16%。本文所提出的预测计算方法具有较高的准确性和普适性,这为理论预测激光玻璃的猝灭浓度提供了一定的指导意义,有助于新型激光玻璃的研究和探索。

P204-P507在酸性硫酸盐溶液中对Nd^3＋和Sm^3＋的协同萃取

采用恒摩尔法、斜率法以及饱和容量法研究从硫酸介质中用P204(D2EHPA,用(HA)2表示)与P507(HEHEHP,用(HL)2表示)协同萃取Nd3+或Sm3+的性能与机理,并测定协萃反应的热力学平衡常数Ks.e,求得反应的焓变和熵变。结果表明,萃取反应呈现正协同效应,且协萃过程为放热反应,协萃配合物组成分别为Nd.(HA2)2.HL2和Sm.(HA2)2.HL2。因此,P204与P507混合使用可以改善硫酸介质下稀土的萃取分离效果。

原位固化杨梅单宁对Nd^(3+)的吸附特性研究

以富含单宁的杨梅树皮为原料,通过甲醛交联剂原位固化杨梅单宁(SIBT)制备吸附材料,研究了该吸附材料对Nd3+的吸附特性。实验表明:当Nd3+溶液的初始质量浓度为432 mg/L、反应温度为303 K时,该吸附材料对Nd3+的平衡吸附量可达到342.14 mg/g,其吸附等温线符合Freundlich方程。平衡吸附量受pH值和温度的影响:pH值在3.0~5.5范围内,吸附量随pH值升高而增加,pH值>5.5时,吸附量开始逐渐下降;温度为283~313 K时,Nd3+的吸附量变化不大,温度超过313 K时,吸附量开始下降;与温度因素的影响相比较,pH值对平衡吸附量影响较大。研究还表明,这种吸附剂对Nd3+的吸附动力学可用拟二级速率方程来描述,由拟二级速率方程计算所得到的平衡吸附量与实测值的偏差在4%以内,具有很好的一致性。

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%。

掺Nd^(3+)激光材料的研究进展

介绍了掺Nd3+激光离子晶体、陶瓷、玻璃和微晶玻璃材料的研究现状,比较了各种掺Nd3+激光材料的性能,分析了不同的掺Nd3+激光材料的各自用途,评述了有代表性的掺Nd3+激光材料的光谱和激光特性,讨论了掺Nd3+激光材料研究和应用方面的发展趋势。

Nd^3＋离子掺杂YAG激光透明陶瓷的光谱性质及Judd-Ofelt理论分析

采用固相反应和真空烧结技术制备了掺杂浓度为1.0at%的Nd:YAG透明陶瓷样品,并测试了样品的吸收光谱和荧光光谱.样品在主吸收峰808nm处的吸收截面为3.10×10^(-20)cm^2,主荧光发射峰位于1064nm处,实测荧光寿命为257μs.应用Judd-Ofelt理论计算了Nd^(3+)在YAG中的强度参数Ω_λ(λ=2,4,6)、跃迁的振子强度、自发辐射跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比等光谱参数.最后计算得到Nd:YAG透明陶瓷中Nd^(3+):~4F_(3/2)→I_(11/2)跃迁对应的受激发射截面大小为3.81×10^(-19)cm^2.结果表明:Nd:YAG透明陶瓷具有较大的受激发射截面和高的荧光量子效率(接近100%),是一种性能优良的激光材料.

CaAl_2O_4:Eu^(2+),Nd^(3+)纳米粉体的合成与发光性质

采用溶胶-凝胶法制备了CaAl2O4:Eu2+,Nd3+纳米粉体发光材料。利用DTA,TG,XRD,SEM,光谱分析等手段对样品进行了结构和性能分析。实验结果表明,800℃烧结的样品形成已CaAl2O4晶相,样品平均晶粒尺寸为20~40 nm,与CaAl2O4:Eu2+,Nd3+粗晶材料相比,样品的发光光谱发生了“蓝移”,热释光峰值向高温移动了96℃,且曲线形状变宽,发光衰减是由初始的快衰减和随后的慢衰减构成,发光余辉时间5 h。

LD泵浦Nd^(3+)∶GdVO_4/Cr^(4+)∶YAG固体激光器

通过合理设计,精密调控各元件和温控电流,得到了平均功率为70mW,脉冲宽度为22ns,重复频率为14kHz,峰值功率高达230W的Nd3+∶GdVO4/Cr4+YAG绿光脉冲激光器·腔外采用望远镜系统聚焦,经KTP晶体倍频后,得到了平均功率为28.8mW,脉冲宽度为19ns,重复频率为14kHz,峰值功率高达108W的绿光激光输出,转换效率高达·指出了小光斑对倍频晶体带来的影响·

Nd^(3+)∶NaY(WO_4)_2晶体的激光性能研究

本文报道一种新型的激光晶体Nd^（3+）∶NaY（WO_4）2．测定了它的结构、荧光光谱、吸收光谱。用φ3mm×25mm2的小型脉冲觎灯泵浦φ3mm×5．95mm2的激光棒，获得22．5mJ的激光能量输出，物化性能好，是一种有良好应用前景的激光晶体．

CaAl_2O_4:Eu^(2+),Nd^(3+)纳米粉体的合成与表征

采用溶胶-凝胶法制备了CaAl2O4:Eu2+,Nd3+纳米粉体发光材料。样品的XRD和SEM分析结果表明:800℃已形成CaAl2O4晶相;样品颗粒尺寸随灼烧温度升高而增加,平均粒径约为20nm^40nm。光谱分析表明:样品的激发光谱为240nm^400nm的宽带谱,在256.6nm和330.6nm处有激发峰。发光光谱是386nm^500nm的宽带谱,峰值位于440nm,与CaAl2O4:Eu2+,Nd3+粗晶材料相比,光谱发生了“蓝移”现象。样品的热释光峰值位于206℃,与粗晶材料相比,峰值向高温移动了96℃,热释发光峰曲线形状也变宽。样品的发光衰减是由初始的快衰减和随后的慢衰减构成,余辉时间为5h。

H_3BO_3对SrAl_2O_4:Eu^(2+)、Dy^(3+)、Nd^(3+)长余辉发光材料性能的影响

为了讨论H3BO3对S rA l2O4:Eu2+、D y3+、N d3+长余辉发光材料性能的影响,寻找最佳的H3BO3摩尔分数,采用燃烧法以尿素为还原剂在600℃下制备了掺入Eu2+、D y3+、N d3+的S rA l2O4长余辉发光材料.研究了不同摩尔分数的H3BO3对磷光体晶体结构、发光光谱、初始亮度和余辉性能的影响.结果表明:随着H3BO3量的增加激发和发射光谱“蓝移”,硼酸的最佳摩尔分数为0.08.可见H3BO3的含量对S rA l2O4:Eu2+、D y3+、N d3+长余辉发光材料的光学性质有很重要的影响.

固化杨梅单宁对Nd^(3+)的吸附效果实验研究

固化杨梅单宁(IMT)是以胶原纤维为基质,通过醛交联剂将杨梅单宁固化在胶原纤维上所制备的吸附材料。研究了该吸附材料对稀土元素Nd3+的富集性能。实验表明:该吸附材料对Nd3+的吸附平衡量受温度和pH的影响。在293~323 K时,Nd3+的吸附平衡量随温度的升高而增加。pH值对吸附平衡量影响较大,在pH为3.5~5.5范围内,吸附量随pH升高而增加。当pH≥6时,吸附量开始逐渐下降。吸附平衡符合Freundlich方程。研究表明,吸附动力学可用拟二级速度方程来描述,由拟二级速度方程计算所得到的吸附平衡量与实测值的偏差在4%以内,具有很好的一致性。其吸附性能为稀土生产工业废液中稀土金属的回收,微痕量Nd3+的富集和测试,以及单一稀土的绿色分离提供了科学依据。

Nd^(3+):YAG纳米粉的共沉淀合成

采用共沉淀法制备了Nd3+:YAG纳米粉。研究了溶液pH值和沉淀剂的含量对前驱体性能的影响、灼烧温度等对纳米粉性能的影响,通过热分析发现前驱体在125℃附近脱去吸附水,在800℃碳酸盐分解,925℃左右形成YAG相,XRD分析发现900℃时开始形成YAG相,1000℃时,YAG晶化完全,SEM分析显示1000℃灼烧样品的平均粒径约为90nm;溶液的pH值为8,沉淀剂的含量高于理论含量3倍时,纳米粉和前驱体整体性能较好。

掺Nd^(3+)碲酸盐玻璃光谱性质的研究

制备了Nd3+掺杂的碲酸盐玻璃,测量了试样的吸收光谱、发射光谱,计算了碲酸盐玻璃中Nd3+离子的强度参数(Ω2,Ω4,Ω6),给出了Nd3+离子的发光特性(A,β,τrad,σ)的计算结果,研究了其荧光特性、浓度淬灭及其机制。研究发现组分70TeO2-20ZnO-(10-x)La2O3-xNd2O3(%,摩尔分数)碲酸盐玻璃具有高的发射截面和低声子能的特性。当x为0.5时荧光强度和发射截面最大,即在碲酸盐玻璃中Nd3+的最佳掺杂浓度为0.5%(1.93×1020ions.cm-3)。碲酸盐玻璃中Nd3+离子实测荧光特性与计算结果基本一致。

胶原纤维固化杨梅单宁对Pr^(3+),Nd^(3+)的吸附特性

以胶原纤维为基质,通过醛交联剂将杨梅单宁固化在胶原纤维上制备吸附材料。研究了该吸附材料对稀土元素Pr3+,Nd3+的吸附性能。结果表明:温度在293K^323K的范围内,Pr3+,Nd3+的吸附平衡量随温度的升高略有增加。pH值对吸附平衡量影响较大,在pH值为3.5~5.0范围内,吸附量随pH值升高而增加。当pH≥5.0时,吸附量开始逐渐下降。吸附动力学可用拟二级速率方程来描述,由拟二级速率方程计算所得到的吸附平衡量与实测值的偏差在6%以内。该吸附材料适合柱上操作,吸附柱也易于再生。

低束流Nd^(3+)注入硅基薄膜结构及光致发光的研究

采用金属蒸气真空弧离子源（MEVVA）制备了掺Nd3+硅基薄膜材料。用扫描电镜和X射线衍射观测了表面形貌及物相结构随注入条件、退火温度的变化,样品经1000°C退火处理形成NdSi相钕硅化合物。测试了样品的光致荧光谱,在254nm（～5.0eV）光激发下获得了紫蓝光区（410～430nm）和红光区（746nm）荧光发射,随着退火温度的升高,荧光强度增大。746nm红光光谱显示了Nd3+特征光发射跃迁（4F7/2,4S3/2→4I9/2）,讨论了注入层结构与荧光发射的相关性。