溶胶-凝胶手性材料的研究

将手性分子葡萄糖(glucose,C6H12O6)与灰黄霉素(griseofulvin,C17H17ClO6)掺入到溶胶-凝胶固体材料中,研究了复合材料的极化特性、吸收光谱与热稳定性.差热分析(DTA)结果表明掺杂于凝胶中的C6H12O6与C17H17ClO6分子在空气环境下,分别在210℃与350℃温度以下时,能够稳定存在.在红外光谱中,观测到由OH离子吸收引起的1.4 μm的吸收带.掺杂于固体介质中的手性分子保持了在溶液中的旋光性质.C6H12O6与C17H17ClO6分子在凝胶中的旋光率分别为-0.95°/cm与-1.45°/cm,技术所得的手征参数分别为1.55×10-7与2.37×10-7.

PMNT热释电陶瓷材料的制备及性能研究

用软化学法合成了驰豫型复合钙钛矿结构铁电PMNT粉体,并将制备好的粉体压制成圆片状后放入硅碳棒炉中,于1150℃下烧结成致密热释电陶瓷材料.然后用X射线粉末衍射对合成材料进行物相分析,并用扫描电镜观察了晶粒形貌特征.结果表明:烧结后的陶瓷具有很好的致密性和热释电性,其中,0.67PMN-0.33PT组分热释电陶瓷的热释电系数为4.5×10-4 C m-2 K-1,探测优值Fd为3.9×10-5 Pa-1/2.

掺Tm^(3+)有机-无机复合材料的合成及光谱参数计算

以正硅酸乙酯与γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷为前驱体,应用溶胶-凝胶技术,合成了Tm3+离子掺杂的有机-无机复合材料。从吸收光谱特性出发,应用Judd-Ofelt理论,计算得到了Tm3+离子的J-O强度参量(Ω2,Ω4,Ω6)及Tm3+离子各激发能级的自发辐射跃迁概率、荧光分支比及辐射寿命等光谱参量。根据McCumber理论计算了Tm3+离子能级3H6←→3F4(1.8μm)跃迁的吸收截面和受激发射截面,同时,根据所获得的吸收截面、发射截面以及掺杂离子浓度等参数获得了Tm3+离子在凝胶玻璃中的增益截面函数。与其它玻璃掺杂基质比较可知,Tm3+掺杂的有机改良硅酸盐玻璃在～1.8μm和～2.0μm波段的中红外激光中有潜在的应用前景。

Eu^(3+)掺杂Bi_2O_3-TeO_2-B_2O_3-ZnO玻璃光谱性质

测量了Eu^(3+)(1mol%)掺杂(60-χ)Bi2O3-χTeO2-30B2O3-10ZnO(χ=5,10,20,30,摩尔百分比)玻璃的吸收光谱、发射光谱、激发光谱以及声子边带谱·根据稀土离子Eu^(3+)光学跃起矩阵元的特点,从发射光谱获得了Eu^(3+)光学跃起的J-O参数Ω2与Ω4·结果显示,强度参量Ω2随着Bi_2O_3量的增加与TeO_2量的减少而减小,表明材料的对称性提高,Eu-O键强减弱,共价性减弱·随着Bi_2O_3量的增加,电-声子偶合减弱,材料的热稳定性大幅度提高·

Er^(3+)单掺与Er^(3+)/Yb^(3+)双掺杂Bi_2O_3-GeO_2-B_2O_3-ZnO玻璃的光谱研究

用高温融熔法制备了Er3+单掺与Er3+/Yb3+双掺杂的(60-x)Bi2O3-xGeO2-30B2O3-10ZnO(x=5,10,20,30)系统玻璃。用差热曲线(DTA)研究了该玻璃系统的热稳定性。结果表明,GeO2的掺入,使得玻璃的软化温度与结晶起始温度的差增加,玻璃的稳定性与料性增加。测定了玻璃的吸收光谱。应用McCumber理论计算了Er3+离子的受激发射截面及Er3+离子4I13/2-4I15/2发射光谱的荧光半高宽。从吸收光谱特性出发,应用J-O理论计算了玻璃中Er3+离子的强度参数(Ω2,Ω4,Ω6),Er3+离子的自发跃迁几率、荧光分支比以及辐射寿命。在970 nm波长的激发下,研究了样品在红外波段的荧光光谱。Yb2O3的掺入,大幅度地提高了970 nm波长的抽运效率以及在1.54μm波段的发光强度。

Er^(3+)掺杂的Bi_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃的光谱性质

测试了B i2O3-B2O3-S iO2玻璃中的Er3+离子的吸收光谱、发射光谱4、I13/2的荧光寿命、拉曼光谱,及OH-的傅里叶红外吸收光谱。应用Judd-O felt理论计算了该玻璃中的Er3+离子的J-O参数、振子强度、4I13/2能级的寿命,从而利用测得的4I13/2的荧光寿命得出了4I13/2能级的量子效率(15%)。由于较低量子效率可能与OH-有关,所以计算了玻璃中的OH-浓度,发现其浓度较高(1.66×1019cm-1,相当于Er3+浓度的3倍)。应用M cCumber理论和四能级模型计算了Er3+离子的受激发射截面和荧光发射光谱的半峰全宽,结果与通过吸收光谱计算所得基本吻合。根据透射率和折射率的关系计算了折射率,发现和测量值相差很大,说明有较大的散射,通过拉曼光谱和显微镜测试,认为是玻璃中的微小气泡造成的。

Tm^(3+)掺杂锗镓酸盐玻璃的2μm中红外光谱特性

用高温熔融法制备了Tm2O3掺杂浓度分别为1.526%,3.006%,5.836%,11.028%,15.678%(质量分数,以下同)的65GeO2-12Ga2O3-10BaO-8L i2O-5La2O3(摩尔比)玻璃。从其吸收光谱特性出发,应用Judd-O felt理论,计算了Tm3+离子的J-O强度参数(Ω2,Ω4,Ω6)及Tm3+离子各激发态能级的自发跃迁几率、荧光分支比以及辐射寿命等光谱参量。在808 nm波长光的激发下,研究了不同Tm3+掺杂浓度玻璃在~1.47μm与~1.8μm的荧光特性,发现当Tm2O3掺杂浓度约达到~3.006%时,在1.8μm处的荧光强度达最大;然后随着掺杂浓度的增大,其荧光强度反而降低。本文从Tm3+离子间的能量交叉弛豫效应与浓度猝灭效应解释了这一荧光强度变化的现象。同时,根据M c-Cumber理论,计算了Tm3+离子能级3F4→3H6(1.8μm)跃迁的吸收截面和受激发射截面,该荧光的受激发射截面峰值比氟锆铝酸盐玻璃大。由于该玻璃材料表现出较好的光谱性能,因此该材料可望成为~2.0μm波段中红外光纤激光器的候选基质材料。

Zn,Cr∶LiNbO_3单晶的坩埚下降法生长及其荧光光谱

通过选择合适的化学原料(Li2O∶48.6mol%,Nb2O5∶51.4mol%)、控制生长速度(<3mm/h)及固液界面的温度梯度(20～40℃/cm)与温场,用坩埚下降法成功地生长出了Zn、Cr双掺杂初始浓度分别为3mol%、0.1mol%,以及6mol%、0.1mol%的大尺寸铌酸锂晶体.生长的晶体无宏观缺陷,在HeNe激光的照射下,无散射中心.测定了晶体的宽带荧光光谱(700～1200nm)及R带(710～740nm)的精细变温光谱.这些R带的光谱线由Cr离子所取代的Li(Cr3+Li)与Nb(Cr3+Nb)的发光中心以及声子辅助吸收所致.

Co^(2+),Zn^(2+)双掺杂铌酸锂晶体的坩埚下降法生长及其光谱特性(英文)

在LiNbO3中掺入0.1%(摩尔分数,下同)的CoO与3%,6%的ZnO,采用坩埚下降法技术生长了双掺杂的Co2+∶Zn2+∶LiNbO3晶体。用X射线衍射与差热分析表征了获得的晶体。测定了晶体不同部位在350~2 500 nm波段的吸收光谱。研究表明:Co离子位于LiNbO3晶体的崎变的氧八面体中,呈现+2价,沿着生长方向Co2+在晶体中的浓度逐渐减少。ZnO的掺杂有效地抑制了Co2+离子在晶体中的掺入,使得Co2+在晶体中浓度的分布变得均匀。同时发现:ZnO的掺入使得上部晶体的熔点升高。从化学组分的角度解释了产生熔点变化的原因。观测到了750 nm波长的荧光发射带。

Tm^(3+)掺杂CdWO_4单晶的发光特性

用坩埚下降法生长获得了尺寸为φ25 mm×90 mm、Tm2O3初始掺杂摩尔分数为0.5%的CdWO4单晶。晶体的颜色由上部血红色逐渐加深至下部的黑褐色。对不同部位的晶体薄片进行800℃的氧化处理,测定了处理前后不同部位的吸收光谱和FTIR红外光谱。经氧气退火处理后,由于氧空位缺陷减少,晶体的颜色明显变淡。在吸收光谱中观测到421,684,805 nm的吸收带。其中421 nm的吸收峰随退火温度的升高而逐步减弱,经800℃处理后基本消失。在808 nm激光二极管激发下,观察到中心波长为1.5μm和1.8μm的荧光发射,分别对应于Tm3+的3H4→3F4,3F4→3H6的能级跃迁。

纳米羟基磷灰石的新型超声喷雾法制备技术研究

在常温常压下，以硝酸钙（Ca（NOs）2·4H2O）和磷酸氢二铵（（NH4）2HPO4）为原料，运用超声喷雾法技术制备了羟基磷灰石（HAP）纳米粉体，获得了颗粒度为30-40nm的均匀HAP粉体。研究了化学反应时间与烧结温度对HAP的结晶度和颗粒均匀性的影响规律。在相同的制备工艺条件下，与传统的超声化学法和化学沉淀法制得的HAP粉体样品进行比较，发现超声喷雾法可以在较短的反应时间内制备出纳米HAP，显著提高HAP的合成效率、结晶度，且获得的颗粒度相对均匀。

Eu^(2+)-Yb^(3+)共掺磷酸盐玻璃中的合作能量传递(英文)

报道了在Eu2+-Yb3+共掺磷酸盐中,一个紫外光子(320nm)通过下转换发光变成两个近红外光子(约1 000nm)的现象.测试了不同样品的吸收、激发和发射光谱,证明了在本玻璃体系中量子剪裁现象的存在;Eu2+离子5d-4f能级发光的衰减曲线证明Eu2+到Yb3+之间的合作能量传递;用I-H理论模型拟合衰减曲线说明了能量传递的过程.最后计算出了能量传递的效率,当Yb3+浓度为1.0mol%时效率为23.05%,当其增加到2.0mol%时,能量传递效率提高到了53.6%.

超声喷雾共沉淀法制备的Lu_3Al_5O_(12)∶Eu^(3+)纳米粉体发光特性

采用新型超声喷雾共沉淀法技术,以Lu2O3、Eu2O3、Al(NO3)3.9H2O为原料,制备了不同浓度Eu3+离子掺杂的Lu3Al5O12纳米粉体.用X射线粉末衍射表征了获得纳米粉体的相,用扫描电镜观察了纳米粒子的形貌.测定了粉体的激发光谱、7F0-5 D2声子边带谱与发射光谱.研究了不同高温烧结温度与Eu3+掺杂浓度对纳米粒子的发光强度与粒子形貌的影响规律.研究表明,当烧结温度高于900℃时,粉体发光强度明显增强,并且随着煅烧温度的增加,发光强度有所增强.Eu3+离子的最佳掺杂浓度为5～7mol%.根据稀土离子Eu3+光学跃起矩阵元的特点,从发射光谱获得Eu3+光学跃起的J-O参量Ω2与Ω4.在Eu3+掺杂浓度均为5mol%时,其强度参量达最小,电-声子耦合最强.然后随着掺杂浓度的进一步提高,强度参量略有增加,电-声子耦合减弱.说明Eu-O键强增加,共价性增强,Eu3+的局域环境对称性降低.Ω2值低于Eu3+在玻璃与晶体基质中的情况,这是由于纳米粒子中存在着大量的缺陷以及晶体的结构畸变导致纳米粒子的对称性下降所致.

Co^(2+):BeAl_2O_4晶体的提拉法生长及光谱特性

应用提拉法,采用合适的化学组分配比和化料过程、以及选用适宜的固液界面温度梯度与生长速度等优化工艺条件,成功地生长出了初始Co2+离子掺杂浓度为0.15mol%、尺寸48×85mm2的优质Co2+:BeA l2O4晶体。测定了晶体的吸收光谱,观测到496与640nm二个主要吸收带,它们分别归属于八面体配位中Co2+的T1(4F)→4T1(4P)跃迁与四面体配位中Co2+的A2(4F)→4T1(4P)跃迁。从晶体的吸收光谱与呈现的粉红色颜色特征可推断大多数的Co2+离子取代BeA l2O4晶体中的A l3+,形成Co2+离子的八面体格位。研究了不同光波长激发下,晶体在可见光波段的荧光特征,观测到678nm波段的荧光发射,这归属于四面体格位中Co2+的电子从4T1(4P)到4A2(4F)能级的跃迁。

Tm^(3+)和Ho^(3+)双掺氟锗酸盐玻璃的中红外发光性质

用高温熔融法制备了Tm3+和Ho3+离子双掺的65GeO2-12AlF3-10BaF2-8Li2O-5La2O3氟锗酸盐玻璃.应用Judd-Ofelt理论,获得了Ho3+离子的强度参量(Ω2,Ω4,Ω6),自发辐射跃迁几率Ar,辐射寿命τ等光谱参量.根据McCumber理论,计算了玻璃中Tm3+和Ho3+离子的吸收截面σa、受激发射截面σe和增益光谱G(λ).在808nm激光二极管激发下,研究分析了Tm3+离子的交叉弛豫过程和Tm3+敏化Ho3+离子的2.0μm的红外发射光谱.结果表明,一定浓度Ho3+的共掺提高了Tm3+(3F4)→Ho3+(5I7)之间的能量转移效率,增强了~2.0μm的红外发光.

Ho^(3+)/Tm^(3+)共掺α-NaYF_4单晶体的光谱特性（英文）

采用坩埚下降法生长出Ho^(3+)离子掺杂浓度~1.90 mol%、Tm^(3+)不同掺杂离子浓度(0.99mol%,1.58mol%,2.37 mol%,3.16 mol%,3.99 mol%,7.19 mol%)的双掺杂立方晶相NaYF_4单晶体.根据测定的吸收光谱以及800nmLD波长激发下的发射光谱、发射截面和衰减曲线,研究从Tm^(3+)离子到Ho^(3+)离子的能量传递机制、Tm^(3+)离子的浓度猝灭效应和Ho^(3+)离子在2.04μm波段的优化发光效应.当Ho^(3+)离子浓度保持为~1.90 mol%不变,Tm^(3+)离子浓度从0.99 mol%增加到1.59mol%时,2.04μm波段的发射强度逐步增强;当浓度从1.59mol%增加到7.19mol%时,发射强度逐步减弱.Ho^(3+)(1.90 mol%)/Tm^(3+)(1.59 mol%)共掺的单晶体的发射截面最大,达到2.17×10-20 cm^2,其荧光寿命最长,为21.72ms;同时,根据Ho^(3+)离子的吸收截面和Tm^(3+)离子的发射截面,计算得到该样品从Tm^(3+)∶3F^(3+)4→Ho∶5I7稀土离子能量传递系数和Ho^(3+)∶~5I_7→Tm^(3+)∶~3F_4反传递系数分别为C_(Tm-Ho)=24.14×10^(-40)cm^6/s,C_(Ho-Tm)=2.05×10^(-40) cm^6/s.

Ho^(3+)掺杂GeO_2-Ga_2O_3-Li_2O-BaO-La_2O_3玻璃的光谱和增益特性的计算

用高温熔融法制备了不同Ho3+浓度掺杂的65GeO2-12Ga2O3-8Li2O-10BaO-5La2O3-χHo2O3锗酸盐玻璃.从吸收光谱出发,应用Judd-Ofelt理论,获得了Ho3+离子的跃迁强度参量(Ω2,Ω4,Ω6),并由此计算了Ho3+离子的自发辐射跃迁几率A,荧光分支比β,辐射能级寿命τ等光谱参量.根据McCumber理论,计算了Ho3+离子能级5I8→5I7(2.0μm)跃迁的吸收截面和受激发射截面,同时也获得了相应的反映粒子数反转的增益截面光谱.钬掺杂的锗酸盐玻璃,其增益截面的最大值比所报道的氟锆铝酸盐玻璃大.结果表明,Ho3+掺杂的锗酸盐玻璃在2.0μm附近波段的中红外激光器中将有一定的应用前景.

Eu^(3+):LiNbO_3单晶的坩埚下降法生长及其光谱性质

选用合适的温度梯度(20~30℃/cm)与生长速度(1~3mm/h),用坩埚下降法成功地生长出了掺杂Eu3+的LiNbO3 单晶。用X射线衍射及DTA分析表征了获得的晶体。生长的晶体无宏观缺陷,在 He Ne激光的照射下,无散射中心。测定了从生长初期下部到生长后期上部晶体的紫外 可见吸收光谱与荧光光谱。观测到分裂的光谱线。结果表明,沿着晶体生长方向,Eu3+浓度逐步减少。Eu3+ 离子在晶体中取代Li与Nb格位。

Eu^(2+)掺杂P_2O_5-BaO-Na_2O-K_2O与Na_2O-TeO_2-ZnO系统玻璃的制备与光谱性质

用高温熔融法,把Eu2O3掺入到P2O5 BaO Na2O K2O与Na2O TeO2 ZnO系统玻璃中。测定了玻璃的荧光光谱与激发光谱。结果表明,Eu离子在P2O5 BaO Na2O K2O玻璃中呈现出Eu3+态。然而在Na2O TeO2 ZnO系统玻璃中,尽管在空气气氛下,大部分的Eu离子在玻璃中以二价的状态存在。从玻璃的结构及化学组分解释了产生Eu2+的原因。在磷酸盐玻璃配料中加入适量的硅粉(Si)作还原剂,能有效地把玻璃中的极大部分Eu3+还原成Eu2+,获得含Eu2+的优质透明磷酸盐玻璃。

γ射线辐照与O_2退火对Bi∶CdWO_4单晶体光谱性能的影响

用500和800℃,在氧气下,对掺Bi钨酸镉晶体进行热退火处理,测定了处理后晶体的吸收光谱与发射光谱。随退火处理温度的升高晶体的吸收强度降低,吸收边带发生蓝移。在373与980nm的光激发下,分别观察到发光中心为528nm的CdWO4晶体本征发光与发光中心为1 078nm的Bi 5+发光。晶体样品通过高温氧气处理,发光中心为528nm的荧光带强度增强,但发光中心为1 078nm的荧光带强度变弱。这可能是由于氧退火使Bi 5+转化成Bi 3+所致。经退火处理后,晶体的颜色逐渐变浅,透光率明显提高,这是由于晶体中氧空位减少所致。经γ射线辐照处理后,528nm处的发光增强,而1 078nm处的发光减弱,这可能是由于γ射线辐照后导致Bi 5+变成Bi 3+。