YNbO_4粉末材料中Er^(3+)发光研究及其光谱性质J-O计算

为了研究Er^(3+)/Yb^(3+)共掺杂YNb O4粉末材料上转换发光特性,采用J-O理论计算了该材料的光谱性质。根据吸收谱各吸收峰面积拟合出谱线强度参数,并根据谱线强度参数计算出理论振子强度和实验振子强度,得到两者均方差为δrms=3.916×10-7。计算了YNb O4粉末材料中Er^(3+)粒子的跃迁几率、跃迁分支比及能级寿命等参数,并计算得到了Er^(3+)离子从能级2H11/2、4S3/2和4F9/2到基态辐射跃迁的受激发射截面。研究结果表明YNb O4材料是一种优良的上转换基质材料。

YNbO_4∶Tm^(3+)/Yb^(3+)上转换发光特性研究

按照50Nb_2O_5-(46-x)Y_2O_3-4Yb_2O_3-x Tm_2O_3(x=0.1,0.2,0.5,1,2)的配比方式,采用高温固相法制备出了掺杂Tm^(3+)/Yb^(3+)的YNb O_4晶体粉末。在980 nm红外光激发下,观测到波长为478,645,707 nm的上转换荧光,分别对应于Tm^(3+)离子的~1G_4→~3H_6、~1G_4→~3F_4、~3F_3→~3H_6能级跃迁过程。利用上转换发射功率与980 nm激光器工作电流关系估算出跃迁过程吸收光子数目为2.72,2.69,2.01,从而确定出前两者为三光子吸收过程,最后一个对应于双光子吸收过程。运用Judd-Ofelt理论研究样品光谱特性,根据样品的吸收谱得到样品的谱线强度参数Ω_t(t=2,4,6),进而得出理论振子强度及实验振子强度,二者均方根偏差δ_(rms)=1.299×10^(-7)。计算了Tm^(3+)离子向下能级跃迁的跃迁几率、跃迁分支比等参数。最后得出结论:(1)~3F_4能级寿命较长,适合作为上转换中间能级;(2)~3H_5能级寿命较长,且~3H_5→~3H_6跃迁分支比(96.46%)接近100%,可用于产生1 216 nm激光。

Nd^(3+)/Yb^(3+)掺杂YNbO_4粉末上转换发光特性

采用高温固相法,以50Nb_2O_5-40Y2O_3-2Nd2O_3-8Yb_2O_3的量比在1 300℃下制备Nd^(3+)/Yb^(3+)掺杂YNbO_4粉末样品。运用Judd-Ofelt理论研究样品光谱特性。由吸收谱中各吸收峰面积计算得到谱线强度参数Ωλ(λ=2,4,6),进而得出理论振子强度及实验振子强度,二者均方根偏差δ_(rms)=1.618×10-7。计算了Nd^(3+)能级4F3/2→4IJ'(J'=15/2,13/2,11/2,9/2)跃迁几率、跃迁分支比和能级寿命。4F3/2→4I11/2跃迁分支比最高(56.91%),对应波长1 062 nm。且亚稳态4F3/2能级寿命较长,为1.435 2 ms,适合作为上转换中间能级。在980 nm半导体激光器激发下,观测到波长为487,541,662 nm上转换发光,分别对应于Nd^(3+)的2G9/2→4I9/2、4G7/2→4I9/2和4G7/2→4I13/2辐射跃迁。通过样品上转换发射功率与激光器工作电流进行的曲线拟合,得到吸收光子数目依次为2.06,1.99,2.15,确定3个发射峰均对应于双光子吸收。

掺杂对YNbO_4介电常数的影响

铌酸钇(YNbO4)是一种潜在的微波介电陶瓷材料。文中研究了CaF2掺杂量对YNbO4陶瓷介电常数的影响。研究发现,烧结温度和CaF2掺杂量过高或过低都不利于陶瓷介电常数的提高,只有在烧结温度和CaF2掺杂量适中时才可能得到较高的介电常数。

Dy3+掺杂YNbO4微晶粉末发光特性（英文）

采用高温固相法在1 300℃煅烧2小时制备了不同浓度Dy3+离子掺杂的YNbO4微晶粉末,测量了样品的X射线衍射谱,结果表明生成了纯相YNbO4微晶结构。采用漫反射积分球和光纤光谱仪测量了样品吸收谱,并通过Judd-Ofelt理论计算了Dy3+掺杂YNbO4微晶粉末样品的光谱强度参数Ω2、Ω4、Ω6,以及实验和理论振子强度。测量了监测波长为577 nm的样品激发谱,结果表明在260 nm处有一个强激发峰,其主要由YNbO4晶格吸收产生,在其他波段还有几个较强激发峰,主要归因于Dy3+离子的4f-4f跃迁。测量了270 nm和360 nm波长激发下的发射谱,观察到了相似的发射峰分布。通过不同Dy3+掺杂浓度样品发射峰比较,发现了浓度猝灭效应。根据能量传递理论分析表明,Dy3+离子的浓度猝灭属于电偶极-电偶极相互作用。最后,计算了样品的CIE色坐标,发现最接近于白光区域的色坐标为(0.219, 0.166)。

铌酸钇里Bi^(3+)敏化Tm^(3+)的近红外量子剪裁发光的浓度效应

寻找新能源为全球目前面临着的重要课题,其中最理想的新能源为太阳能。近红外量子剪裁发光方法可以把硅或锗太阳能电池响应不够灵敏的大能量光子成倍的转换成为太阳能电池响应灵敏的小能量光子,能够解决光谱失配的问题,较大幅度的提高太阳能电池的效率。很有意义。报道了掺Tm^(3+)Bi^(3+)的铌酸钇磷光粉样品材料的近红外量子剪裁发光的浓度效应。通过测量激发谱与发光谱,发现Tm_(0.058)Bi_(0.010)Y_(0.932)NbO_4有很强的1 820.0 nm近红外量子剪裁发光;进一步的分析发现,它们是由交叉能量传递过程导致的多光子量子剪裁发光;还发现了有着很强的Bi^(3+)对Tm^(3+)的敏化近红外量子剪裁发光,302.0 nm光激发导致的Tm_(0.058)Bi_(0.010)Y_(0.932)NbO_4相对Tm_(0.058)Y_(0.995)NbO_4的1820.0 nm近红外量子剪裁发光的增强达到175.5倍。该结果对探索多光子近红外量子剪裁锗太阳能电池比较有意义。

Er^(3+)/Yb^(3+)共掺杂YNbO_4粉末材料红绿光上转换研究

为了研究Er^(3+)/Yb^(3+)共掺杂YNbO_4粉末材料的上转换发光特性,在不同煅烧温度下制备了粉末样品,通过XRD测试,确定了生成YNbO_4材料的最佳温度;另外,通过测量980 nm LD激光激发下粉末样品的发射光谱,发现所制备粉末在可见光区域主要有三组发射峰,分别对应于电子从Er^(3+)能级~2H_(11/2),~4S_(3/2)和~4F_(9/2)到基态~4I_(15/2)的辐射跃迁;最后,通过对LD激发电流与发射功率曲线拟合,发现三组上转换发射峰均对应于双光子吸收。

5 at%Yb^(3+):YNbO_4的提拉法晶体生长和光谱特性

用提拉法生长了新型激光晶体5at%Yb3+:YNbO4,测量了它的吸收和光致发光光谱,计算了它的吸收和发射截面,并对其激光性能进行了评估.Yb3+:YNbO4的吸收半峰全宽为17nm,吸收峰位于933,955,974和1003nm,相应的吸收截面分别为0.73×1020,1.85×1020,0.86×1020和0.44×1020cm2;最大吸收截面值为Yb3+:YAG的两倍.光致发光谱的发射带的中心位置处于1020nm附近,相应的半高宽为41nm,是Yb3+:YAG的3倍;Yb3+:YNbO4在955,974,1005,1021和1030nm处都有着较大的发射截面,截面值分别为0.69×1020,0.86×1020,1.81×1020,1.11×1020和0.57×1020cm2,最大发射截面值与Yb3+:YAG相当.Yb3+:YNbO4晶体的宽发射带有利于实现相应波长的超短脉冲和可调谐激光输出,表明它是在这些领域非常有希望的全固态工作物质.

Effect of gadolinium incorporation on optical characteristics of YNbO_4:Eu^(3+) phosphors for lamp applications

Eu3＋-doped （Y,Gd）NbO4 phosphor was synthesized by solid-state reaction for possible application in cold cathode fluorescent lamps. A broad absorption band with peak maximum at 272 nm was observed which was due to the charge transfer between Eu3＋ ions and neighboring oxygen anions. A deep red emission at the peak wavelength of 612 nm was observed which could be attributed to the 5D0→7F2 transition in Eu3＋ ions. The highest luminance for Y1-x-yGdyNbO4：Eux3＋ under 254 nm excitation was achieved at Eu3＋ concentration of 18 mol.% （x=0.18） and Gd3＋ concentration of 8.2 mol.% （y=0.082）. The luminance of Y0.738Gd0.082NbO4：Eu3＋0.18 was higher than that of a typical commercial phosphor Y2O3：Eu3＋ and the CIE chromaticity coordinate was （0.6490, 0.3506）, which was deeper than that of Y2O3：Eu3＋. The particle size of the synthesized phosphors was controlled by the NaCl flux and particle size as high as 8 μm with uniform size distribution of particles was obtained.