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。

用于微片激光器的Nd^(3+)掺杂四磷酸盐玻璃光谱研究

制备了Ｎd３＋掺杂四磷酸盐玻璃，测量了吸收光谱、荧光光谱，计算Ｎｄ３＋的发射截面，研究了其荧光特性、浓度猝灭及其机制、以及ＯＨ基对荧光强度和能量传递的影响，研究发现在四磷酸盐玻璃 Ｎｄ３＋的最佳浓度约为 ４．１×１０２０ ｉｏｎｓ／ｃｍ３，在研究光谱性质的基础上实现了Ｎｄ３＋掺杂四磷酸盐玻璃微片激光器１．０５４μｍ的连续激光输出．

自变频激光晶体Nd^(3+):GdAl_3(BO_3)_4的研究

采用熔盐法生长出尺寸为30mm的Nd3+:GdAl3(BO3)4优质晶体,进行了吸收光谱和荧光光谱的测定研究,计算得到晶体发射截面为σe1061.9=2.9×10-19cm2和σe1338mm=5.5×10-20cm2.采用染料激光器作为泵浦源,对晶体进行了自变频激光实验研究,在紫外可调谐(378-382nm)、绿光531nm、蓝光(436-443nm)、红光(669nm)和红外可调谐(1305-1365nm)波段实现了激光输出,输出的最大功率分别为:105μJ/脉冲、119.5μJ/脉冲、445μJ/脉冲、19μJ/脉冲和31μJ/脉冲.

Nd^(3+)掺杂无序晶体被动锁模激光器的研究现状

全固态激光器被动锁模是产生超短脉冲的一种有效方法。在基于Nd^(3+)掺杂激光材料被动锁模产生超短脉冲的研究中,无序晶体成为研究的热点。结合相关工作,总结了Nd^(3+)掺杂无序晶体被动锁模激光器的研究现状,展望了Nd^(3+)掺杂无序晶体在超强超短脉冲制备中的发展前景。

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

采用高温固相反应法制备(Ca_(1-3x/2)Nd_(x)ZrTi_(2)O_(7))(0.0≤x≤0.5)系列钙钛锆石样品,借助X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、背散射电子像(BES)和能谱(EDS)分析,对其晶型转变行为进行了研究。结果表明:随着Nd^(3+)掺杂量的增加,钙钛锆石-2M(Zirconolite-2M)结构将向钙钛锆石-4M结构转变。x≤0.3时,随着Nd^(3+)掺杂量的增加,Ca_(1-3x/2)Nd_(x)ZrTi_(2)O_(7)样品主体仍为钙钛锆石-2M结构,但钙钛锆石-2M结构中Ca^(2+),Zr^(4+),Nd^(3+)的无序化程度增加;x=0.4时,部分钙钛锆石-2M结构发生重排(ZrO_(7)→ZrO_(8),TiO_(5)→TiO_(6))向→钙钛锆石-4M结构转变,伴随出现少量Zr-TiO_(4)相;Nd^(3+)取代Ca^(4+)量达到50%(x=0.5)时,钙钛锆石-2M结构彻底转变为→钙钛锆石-4M结构,且钙钛锆石-4M结构较-2M结构中Ti-O键长略微增加,Ca-O键长略微减小;同时出现一定量Zr_(1-x)Ti_(1+x)O_(4)固溶体相。样品晶粒的BES和EDS分析证实了这种晶型转变规律。

揭示稀土掺杂阳离子无序分布结构的晶体中普遍存在的结晶学位置对称性破缺现象

中科院福建物质结构所中科院光电材料化学与物理重点实验室陈学元等研究人员以稀土离子Eu^3＋为结构探针，通过低温高分辨荧光光谱揭示了在稀土掺杂阳离子无序分布结构的晶体中普遍存在的结晶学位置对称性破缺现象。