Ce：YIG粉体的制备及性能研究

本实验采用共沉淀法制备Ce:YIG粉体。通过对反应体系的pH值的研究，确定了反应的最佳pH值范围为8－9，得到了颗粒分布均匀的粉体。经电子探针微区分析，粉体的组分与实验设计的配方相吻合。粉体在不同的温度条件下进行烧结实验，经XRD分析证实，YIG的成相温度在650℃附近。可以认为，用共沉淀法制备的Ce:YIG粉体化学活性好，烧结温度低。     

化学共沉淀工艺对ATO粉体粒度的影响

采用化学共沉淀法制备掺锑二氧化锡粉体(ATO),用X-射线衍射法和扫描电子显微镜对粉体粒度作了表征。系统研究了退火温度、反应体系pH值、掺锑量和煅烧温度等工艺参数对最终粉体粒径的影响规律,并得到了最佳工艺操作参数:反应体系pH值应选1~3较低范围内,锑掺杂剂摩尔分数在5%,热处理温度应控制在550~650℃。用量子尺寸效应和能带理论解释了所得粉体的发色机理。     

低温烧结YIG多晶铁氧体的研究现状

综述了目前YIG(Y3Fe5O12)多晶铁氧体材料在低温烧结方面的研究现状。总结了Cu、Ca、V、Bi等离子取代及TiO2、B2O3添加剂对YIG显微结构及磁性能的影响,探讨了用sol-gel法、共沉淀法及机械化学法制备的YIG超细粉料在低温烧结中的作用以及新型烧结工艺的应用。阐述了其未来的研究方向。     

Ce0.8Gd0.2O1.9-δ氧离子固体电解质的制备

掺杂CeO2基复合氧化物是一种很有应用前景的中温固体电解质材料.以Ce(NO3)3·6H2O、Gd(NO3)3·6H2O为原料,NH4HCO3为沉淀剂,采用雾化共沉淀工艺合成了Ce0.8Gd0.2O1.9-δ粉体.XRD测定表明,Ce0.8Gd0.2O1.9-δ粉体及其烧结体均为立方萤石结构,符合电解质材料的要求.TEM图片显示所得粉体呈近球形,分散性较好且具有较高的烧结活性.将所合成的粉体在1 400℃下烧结制得了较致密的固体氧化物电解质陶瓷样品,此烧结温度比普通粉体的烧结温度(>1 600℃)低了200℃以上.不同温度下所得烧结样品的Arrhenius曲线研究表明,提高致密度对提高电导率具有重要意义.     

pH值对共沉淀法制备ZnNb_2O_6粉体性能的影响

以Zn(NO3)2溶液和Nb2O5凝胶为原料,氨水为沉淀剂,采用化学共沉淀法成功合成ZnNb2O6微波介质陶瓷粉体。利用差热分析(DTA)研究了共沉淀前驱体的分解过程,利用XRD跟踪粉体的相演变,TEM对粉体的形貌进行观察,研究了反应pH、煅烧温度对ZnNb2O6粉体物相、粒度的影响。研究发现,煅烧温度在800℃时可合成物相单一的ZnNb2O6,随着溶液pH值的增大,合成的ZnNb2O6粉体晶粒尺寸明显减小。在pH=10,800℃时可合成棒状的,平均粒径尺寸约为100nm的ZnNb2O6粉体。     

雾化共沉淀法制备Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(1.9)纳米粉体

采用雾化加料的方式,以碳酸氢铵为沉淀剂,制备了纳米Ce0.8Gd0.2O1.9粉体。探寻了制备过程中影响粉体颗粒大小及团聚的工艺参数,并对影响机理进行了探讨。结果表明:将沉淀剂雾化加入的工艺有利于得到分散性好、尺寸均匀的纳米粉体。在最佳工艺参数点,即(Ce3++Gd3+)浓度为0.2 mol/L,反应温度为60℃,r[AHC∶(Ce3++Gd3+)]为3∶1,制得的纳米Ce0.8Gd0.2O1.9颗粒粒径在15 nm左右。     

在二氧化硅衬底上制备磁光Ce：YIG薄膜用于磁光波导型器件

对Ce1YIG磁光薄膜的制备过程及磁光性能进行了详细的研究．用RF磁控溅射法在二氧化硅的基片．上淀积Ce1YIG薄膜,再对此薄膜进行晶化处理,以得到具有磁光性能的Ce1YIG薄膜．本文讨论了晶化过程中,Ce1YIG薄膜微观结构的变化对其磁光性能的影响．结果表明：采用波长为630nm的可见光测量,薄膜的饱和法拉第旋转系数θF为0．8deg／μm．同时,晶化薄膜易磁化方向为平行于膜面方向,其居里温度点为220℃．所得Ge1YIG薄膜的参数表明：所制备的薄膜适宜于制备波导型磁光隔离器．     

氧化沉淀法制备纳米级Mn_3O_4粉体及影响因素

以硝酸锰、氢氧化钠、氨水为原料,采用水解氧化沉淀法制备了nm级Mn3O4粉体材料。通过正交试验优化反应条件得到尺寸分布均匀,团聚程度小,颗粒分散性强的nm级Mn3O4粉体。研究了制备过程中反应温度、pH值、搅拌速度、反应物浓度等因素对产物组成、晶体结构、晶粒尺寸、形貌及颗粒团聚程度的影响。采用激光粒度分析仪(LPSA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及化学滴定实验对反应产物进行了分析表征。实验结果表明,采用水解氧化沉淀法制粉时,可得到纯度较高的Mn3O4,当工艺参数pH值为10、温度40℃、搅拌速度3000r/min,反应物摩尔浓度c(Mn(NO3)2)∶c(NaOH)∶c(NH4OH)=2.4∶4.8∶0.96时,材料二次颗粒团聚程度最弱,分散性最好,一次纳米颗粒尺寸最小。     

低温液相合成纳米级软磁铁氧体材料MnFe_2O_4

采用氧化-共沉淀相转化法低温液相合成了具有尖晶石结构的软磁铁氧体粉体材料铁酸锰。研究了非晶态δ-FeOOH的形成、反应物的加料方式、共沉淀的pH值对铁酸锰制备及性质的影响,并得到了最佳生成条件:氧化阶段二价铁离子的浓度为0.3～0.6mol/L;添加剂EDTA的浓度为0.01mol/L;Fe(OH)2悬浮液的pH值为8.7;温度18～25℃。相转化阶段共沉淀的pH值大于12.83,物料比R≥1.3。通过XRD、TEM、VSM等方法对其进行了表征。由于操作方便、设备简单、反应物成本低廉、反应条件温和且工艺条件易控,从而为大规模工业化生产提供了一条新的途径。     

稀土绿色荧光粉LaPO4∶Ce,Tb的煅烧条件研究

合成了(La,Ce,Tb)PO4共沉淀,研究煅烧温度、煅烧时间、煅烧气氛、不同助熔剂等条件对发光亮度的影响.结果表明:共沉淀法制备的LaPO4∶Ce,Tb绿色荧光粉煅烧温度低,煅烧时间短, 发光亮度高; 颗粒较细且粒度分布均匀, 平均粒径为3～4μm.     

基于磁光波导的液体折射率传感特性研究

为了对溶液折射率进行精确测量和传感,采用转移矩阵法对Ce:YIG/Ag/liquid 3层基于磁光表面等离子共振的结构与棱镜组成耦合系统进行了数值计算,并用有限元法进行了模拟仿真。由低损耗的Ag和强磁光性的Ce:YIG组成的结构在入射光波长为980nm时,灵敏度达到4.082/RIU（溶液折射率n=1.330~1.340）。结果表明,与其它传统的表面等离子共振传感结构相比,本文中提出的折射率传感器的灵敏度大大提高。该结构在实际应用中可以更加简便地探测溶液的折射率。     

Optical Faraday rotator using Ce-substituted fibrous YIG singlecrystal grown by floating-zone method with YAG laser heating

A new optical Faraday rotator using a fibrous Ce-substituted yttrium-iron-garnet (Ce:YIG) single crystal was developed. The fibrous Ce:YIG single crystal was successfully grown by the floating-zone method with infrared-assisted YAG laser heating at a fast growth rate. This crystal has a good quality and shows a better figure-of-merit for an optical Faraday rotator at wavelength λ=1.55 μm compared with commonly used Bi-substituted YIG films. Ce:YIG single crystals grown by our method are expected to reduce the cost of optical isolators     

Ce:YIG薄膜中氧空位对光吸收性能的影响

讨论了Ce替代石榴石薄膜制备条件对其光吸收性能的影响.通过引入氧空位概念,提出了溅射气氛中的氧含量对薄膜中Ce元素价态影响的理论模型.基于该模型,讨论了Ce：YIG晶体中氧空位的产生机理.研究表明,当晶格中存在过量氧空位时,会导致部分Fe^3＋被还原成Fe^2＋,使得薄膜的光吸收显著增大.实验结果证实,在Ce：YIG薄膜的晶化过程中,采用富氧气氛可以使得薄膜中Ce元素的价态以Ce^3＋离子为主而Ce^4＋离子含量较少,从而有效降低薄膜的光吸收.溅射气氛中的氧含量及后续热处理过程中氧含量的大小均会直接影响Ce：YIG薄膜的光吸收特性.     

Flat-top response in one-dimensional magnetic photonic bandgapstructures with Faraday rotation enhancement

The transmission and Faraday rotation characteristics of one-dimensional photonic crystals in cerium-substituted yttrium iron garnet (Ce:YIG) with multiple defects in the optical bandgap are studied theoretically at λ = 1.55 μm. It is found that the interdefect spacing can be adjusted to yield a flat top response, with close to 100% transmission and 45° Faraday rotation, for film structures as thin as 30 to 35 μm. This is better than a three-fold reduction in thickness compared to the best Ce:YIG films for comparable rotations, and may allow a considerable reduction in size in manufactured optical isolators. Transmission bands as wide as 7 nm are predicted, which constitutes a considerable improvement over previously reported bandwidths for magnetic photonic crystals. Diffraction across the structure corresponds to a longer optical path length than the thickness of the film, calling for the use of guided optics to minimize insertion losses in integrated devices. The basis for the flat-top transmission in ferrite photonic crystals is presented and discussed     

Propagation characteristics of the magnetostatic surface wave inthe YBCO-YIG film-layered structure

Propagation characteristics of the magnetostatic surface wave (MSSW) in a YBa₂Cu₃O_7-x (YBCO)-yttrium iron garnet (YIG) multilayered structure are investigated. Effects of the superconductor on the MSSW are discussed with regard to the dispersion characteristics of both the phase and attenuation constants as a function of the air gap, between YIG and YBCO, taking into consideration the magnetic line-width of the YIG film. It was found that the nonreciprocity of MSSW is enhanced significantly by the superconductivity and depends on the magnetic line-width of the YIG film. To examine the effect of a YBCO on the MSSW propagation, experiments are carried out using a commercially available YIG film. Magnetic losses at low temperature are briefly discussed with experimentally observed nonreciprocity     

非互易波导光栅的滤波特性与应用

根据磁光材料的非互易特性和波导光栅的滤波特性,介绍了一种磁光波导光栅的非互易滤波特性及其应用.该磁光波导光栅采用法拉第旋转系数为4800°/cm的掺铈钇铁石榴石(Ce:YIG)材料、单模的脊型补偿墙截面结构和cosine型变迹光栅结构的设计.利用有限差分法和等效折射率法模拟该磁光波导光栅非互易效应的大小,同时结合耦合模理论和转移矩阵法对该磁光波导光栅的非互易滤波特性进行分析.结果表明,对于TE模和1550 nm波段,该磁光波导光栅正反向传输的中心波长偏移0.8 nm,带宽0.4 nm(-20 dB).这种非互易滤波特性可以用来实现波长选择光隔离器和光分插复用器(OADM)等集成光学器件.     

Ce∶LiM(M=Ca,Sr)A1F6晶体生长与性能研究

报道了在CF4 气氛中生长的掺Ce3 + 的LiM (M =Ca ,Sr)A1F6晶体和掺Ce3 + 的LiSr0 .8Ca0 .2 AlF6混晶 ,以及Ce3 + 在这些晶体中的紫外吸收光谱及有效分凝系数。Ce3 + ∶LiSr0 .8Ca0 .2 AlF6在 2 40～ 2 80nm波长范围内有连续展宽的吸收带 ,它的有效分凝系数为 0 0 37。Ce3 + 的吸收带展宽是由于Ce3 + 替代晶体中二价离子位引起的 ,表明Ce3 + 在Colquiriite结构的晶体中替代的是二价位     

LiNbO_3∶Cu∶Ce非挥发全息记录掺杂组份比的优化

实验研究了掺杂组份比对LiNbO3∶Cu∶Ce晶体非挥发全息记录性能的影响。结果表明,在全息记录过程中,掺杂组份比通过改变晶体的紫外光吸收特性而引起全息记录性能的改变。增加 LiNbO3∶Cu∶Ce晶体中 Cu和 Ce的掺杂组份比会导致晶体对紫外光吸收的增强,进而提高了全息记录灵敏度和固定衍射效率。在弱氧化处理的掺有CuO和Ce2O3 的质量分数分别为0. 085%和0. 011%的LiNbO3∶Ce∶Cu晶体中,得到了最高的固定衍射效率ηf=32%和记录灵敏度S=0 .022 cm/J。     

双掺钾钠铌酸锶钡晶体光学特性研究

成功地生长、制备出了双掺（Cu,Ce)钾钠铌酸锶钡晶体样品,测量了双掺（Cu,Ce)钾钠铌酸锶钡晶体在红光波段的二波耦合特性及其光诱导吸收变化。实验结果显示,双掺（Cu,Ce)钾钠铌酸锶钡晶体在红光波段具有好的光折变性能,基红光波段的二波耦合增益可达10cm^-1;且存在着较强的光诱导吸收现象,其光诱导吸收变化明显地依赖于泵浦束光强和探测束光偏振,探测束偏振方向平等晶体c轴时的光诱导吸收系数和探测束偏振方向垂直于晶体c轴时的光诱导吸收系数分别达0．53c^-1和0．26cm^-1,并以实验结果用两光折变中心模型进行了解释。