掺Er3+镉硅酸盐玻璃的波长转换特性

用高温熔融法制备了不同Er3+浓度掺杂的SiO2-Al2O3-CdO-Li2O-K2O-Na2O玻璃样品,测试了其吸收光谱和发射光谱。研究结果表明:在365nm激发下,玻璃样品发射绿光,发射峰强度随着Er3+浓度的增加具有先增加再减小,最后快速增长的关系;在488nm激发下,样品除发射绿光外,还发射较强的731nm红光,且Er3+掺杂浓度为0.2mol和0.4mol时,其发射峰值强度基本相同;可以通过调整Er3+掺杂浓度,进而获得高强度荧光发射。     

Y2O3含量对热压烧结AIN-玻璃碳复相材料性能的影响

采用热压烧结工艺,以氮化铝和玻璃碳为原料、Y2O3作烧结助剂,在氮气氛下烧结制备AIN一玻璃碳复相材料。研究了烧结助剂含量对复相材料的烧结性能、相组成、显微结构、力学性能以及热导率的影响。结果表明：随着Y2O3含量的增加,试样的体积密度逐渐增大,气孔率稍微减小。Y2O3与A1N表面的Al2O3反应生成Y3A13O12,且生成的Y3Al5O12进一步与Y2O3反应生成YAl03。随着Y2O3含量的增加,玻璃碳与氮化铝晶粒之间的结合强度增大,材料的抗弯强度逐渐降低,断裂韧性逐渐减小。当Y2O3含量为3％（质量比）时,试样的抗弯强度最高为459.7MPa,断裂韧性最大为4.38;当Y2O3的含量为7％时,试样的热导率达到最大为103.7W·m。·K-1。     

KNdxLn1-xP4O12（Ln=La、Gd、Y）晶体的研究

用蒸发溶液法生长了一系列KNdxL1-xP4O12晶体（其中Ln=La、Gd、Y），测定了所生长晶体的X射线衍射图，用计算机计算了它们的晶格常数。结果表明。随着La^3＋的含量增加晶晦体积增大，而随着Gd^3＋或Y^3＋的含量增加晶胞体积减小。测定了KNdxLn1-xP4O12晶体的红外光谱、荧光光谱和荧光寿命。其荧光寿命随着Ln^3＋离子浓度的增加而增加。     

Sr3Ga2O5Cl2:Sm3+荧光粉的制备及发光特性

采用传统的高温固相法成功合成了Sr3-xGa2O5Cl2:Sm3+系列橙红色荧光粉。使用X射线衍射仪（XRD）测试了样品的晶体结构,样品的形貌和颗粒尺寸由扫描电子显微镜（SEM）表征,使用荧光光谱仪测试了样品的光致发光光谱和衰减寿命。Sr3Ga2O5Cl2晶相为单斜结构,掺杂的Sm3+离子取代Sr2+的格位成为荧光粉的发光中心。样品的激发光谱由O2-→Sm3+的电荷迁移带和Sm3+离子4f内层电子的特征激发峰组成,位于230 nm、404 nm的激发峰较强。发射光谱的峰值位于565、601、650 nm处,分别对应于Sm3+的4G5/2→6H5/2、4G5/2→6H7/2、4G5/2→6H9/2特征跃迁。样品的发光强度随着Sm3+浓度的增加先增大后减小,最佳掺杂浓度为3.0% mol。根据实验数据对浓度淬灭的原因进行了探讨,浓度淬灭机理为电偶极-电偶极相互作用。     

Yb3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃的能量传递和上转换发光

制备了75TeO2-20ZnO-(3-x)La2O3-2Yb2O3-xHo2O3(TZLH x,x=0,0.2,0.4,1,2 mol %),75TeO2-20ZnO-(4.6)La2O3-0.4Ho2O3系列玻璃样品,研究了975nm泵浦下,在Yb3 离子浓度确定的情况下,Ho3 离子浓度的变化对Ho3 上转换发光的影响并分析了上转换发光机制.结果表明,随着Ho3 离子含量的增大,549nm绿光强度先增大而后减小.在TZLH-0.4玻璃中,即含有0.4mol%Ho2O3时,绿光强度达到最大值.而当Ho2O3含量超过0.4mol%时,绿光强度明显降低.基于Yb3 和Ho3 的能级图及上转换机制建立了速率方程,通过数值求解速率方程拟合实验测量寿命曲线,得出了Yb3 与Ho3 之间的能量转移系数CDi(i=2,3,4).     

ZnMoO_4:Tb~(3+)绿色荧光粉的制备及发光特性研究

采用高温固相法制备了ZnMoO_4:Tb~(3+)绿色荧光粉,对样品进行了X射线衍射(XRD)和荧光光谱测定.XRD结果表明,样品在800℃时能得到单一ZnMoO_4相.激发光谱由1个宽带峰和若干个尖峰组成,宽带属于Mo~(6+)-O~(2-)电荷迁移吸收带(CT),并且发现宽带峰位随Tb~(3+)掺杂浓度增加而出现蓝移,尖峰属于Tb~(3+)的4f-4f跃迁,最强激发峰位于377 nm处.发射光谱由四组峰组成,最强发射峰在543 nm处,对应于Tb~(3+)的~5D_4-~7F_5跃迁,属于磁偶极跃迁.研究了ZnMoO_4:Tb~(3+)荧光粉在543 nm的主发射峰强度随Tb~(3+)掺杂浓度的变化情况.结果显示,随Tb~(3+)浓度的增加,发射峰强度先增大;当Tb~(3+)浓度x=0.15时,峰值强度最大;而后随Tb~(3+)浓度增加,峰值强度减小.荧光寿命测试得到Tb~(3+)的~5D_4-~7F_5跃迁发射的荧光寿命值为0.506 ms.光谱特性研究表明,ZnMoO_4:Tb~(3+)是一种可能应用在白光LED上的绿基色发光材料.     

AlON-AlN复相陶瓷的制备和性能研究

以AlN和Al2O3为原料,Y2O3为烧结助剂,N2气氛下无压烧结制备了AlON-AlN复相材料;运用XRD及SEM等方法对复相材料的相组成、显微结构进行表征.研究了烧结温度和Al2O3含量对复相陶瓷烧结性能、力学性能和热导率的影响.结果表明AlON-AlN复相陶瓷的强度随着Al2O3加入量的增加而增大,在Al2O3加入量为30%时达到最大值,随着Al2O3含量进一步增加,强度也随之下降;热导率则随着Al2O3加入量的增加呈明显的下降趋势.     

RF磁控溅射制备N掺杂Cu2O薄膜及光学特性研究

利用射频(RF)磁控溅射沉积技术,采用Cu2O陶瓷靶作为溅射靶,在N2和Ar气的混合气氛下制备了Cu2O薄膜。通过改变衬底温度和N2流量,研究了RF磁控溅射沉积法对Cu2O薄膜的生长行为、物相结构、表面形貌及光学性能的影响。结果表明,衬底温度为300℃时,低N2流量(12sccm)下沉积的薄膜结构为Cu2O和CuO的混合相,N2流量增大至12sccm时薄膜结构转变为单相的Cu2O;不同N2流量下制备的薄膜均呈现三维的结核生长模式,其表面粗糙度的均方根(RMS)值依赖于N2流量,低N2流量下薄膜表面粗糙度的RMS值随N2流量的增大而增大,高N2流量下,RMS值随N2流量的增大而减小,并在一定N2流量范围内趋于稳定;不同N2流量下制备的薄膜均在475nm附近出现发光峰,峰的相对强度随N2流量的增加而减弱,峰位随N2流量的增加出现蓝移,薄膜的光学带隙Eg约为(2.61±0.03)eV。     

铒掺杂钠铝硅玻璃成分对其光谱性质的影响

研究了Na2O含量对Na2O-Al2O3-SiO2(NAS)玻璃的光谱性质的影响。利用Judd-Ofelt(J-O)理论和吸收光谱计算了Er^3 掺杂的铝硅酸盐玻璃的Ωt参数、自发辐射几率和自发辐射寿命，分析了Ωt参数与Na2O含量的关系以及与吸收截面，Er^3 离子^4I13 2能级的自发辐射几率和荧光半峰全宽(FWHM)等性质的关系。随Na2O含量的增加．J-O参数Ωt(t=2，4，6)减小，Er^3 离子1533nm的吸收截面和荧光半峰全宽．Er^3 离子^4I13 2能级的自发辐射几率也减小，而Er^3 离子的荧光寿命增大。     

N掺杂Cu2O宽光谱吸收材料的实验与计算研究

采用热氧化的方法制备了高择优取向的Cu2O薄膜。并通过离子注入对其进行了不同浓度的N掺杂。吸收谱测试显示高剂量的N掺杂Cu2O薄膜在带隙以下有吸收峰出现。采用第一性原理方法对N掺杂Cu2O的几何、电子结构及光学性质进行了比较系统的研究。计算结果表明,高浓度的N掺杂在Cu2O禁带中引入了一个中间带。价带到中间带的电子跃迁与实验观察到的吸收峰相吻合。实验和计算结果显示N掺杂Cu2O材料在制备宽光谱探测器和中间带太阳电池方面有很大潜能。     

基于激光光谱差分法检测NO2

为了分析大气污染的主要污染气体之一的二氧化氮(NO2)的光谱与气体体积分数之间的关系,采用了中心波长位于NO2高吸收峰位置的激光作为检测光源,建立了光谱气体检测系统。根据朗伯-比尔定律,采用分时差分方法,结合权威数据库对比,并考虑光谱线宽度等因素影响,进行光谱分析,用最小二乘法进行数据拟合,取得了NO2吸收光谱与其体积分数的关系曲线数据,并进行了体积分数反演和误差分析。结果表明,实验结果与理论分析相吻合,验证了光谱检测对NO2检测的研究与应用价值。     

Electrical and optical properties of oxygen doped GaN grown by MOCVD using N2O

Oxygen doped GaN has been grown by metalorganic chemical vapor deposition using N₂O as oxygen dopant source. The layers were deposited on 2″ sapphire substrates from trimethylgallium and especially dried ammonia using nitrogen (N₂) as carrier gas. Prior to the growth of the films, an AIN nucleation layer with a thickness of about 300? was grown using trimethylaluminum. The films were deposited at 1085°C at a growth rate of 1.0 μm/h and showed a specular, mirrorlike surface. Not intentionally doped layers have high resistivity (>20 kW/square). The gas phase concentration of the N₂O was varied between 25 and 400 ppm with respect to the total gas volume. The doped layers were n-type with carrier concentrations in the range of 4×10¹⁶ cm⁻³ to 4×10¹⁸ cm⁻³ as measured by Hall effect. The observed carrier concentration increased with increasing N₂O concentration. Low temperature photoluminescence experiments performed on the doped layers revealed besides free A and B exciton emission an exciton bound to a shallow donor. With increasing N₂O concentration in the gas phase, the intensity of the donor bound exciton increased relative to that of the free excitons. These observations indicate that oxygen behaves as a shallow donor in GaN. This interpretation is supported by covalent radius and electronegativity arguments.     

Optical and electrical properties of N-doped ZnO and fabrication of thin-film transistors

Using NH3 as nitrogen source gas, N-doped ZnO (ZnO:N) thin films in c-axis orientation were deposited on glass substrates by radio frequency magnetron sputtering at room temperature. The ZnO:N thin films display significant increase of resistivity and decrease of photoluminescence intensity. As-grown ZnO:N material was used as active channel layer and Si3N4 was used as gate insulator to fabricate thin-film transistor. The fabricated devices on glasses demonstrate typical field effect transistor characteristics.     

掺氮ZnO薄膜的光电特性及其薄膜晶体管研究

Using NH3 as nitrogen source gas, N-doped ZnO （ZnO：N） thin films in c-axis orientation were deposited on glass substrates by radio frequency magnetron sputtering at room temperature. The ZnO：N thin films display significant increase of resistivity and decrease of photoluminescence intensity. As-grown ZnO：N material was used as active channel layer and Si3N4 was used as gate insulator to fabricate thin-film transistor. The fabricated devices on glasses demonstrate typical field effect transistor characteristics.     

脉冲激光诱导石墨等离子体羽辉特性研究

为了研究C₂的演化规律，采用增强型电荷耦合器件（ICDD）直接成像法，通过Nd:YAG激光器烧蚀石墨靶，使用窄带通滤波片分辨出C₂和C+的发射位置，研究了在不同空气压力条件下，脉冲激光诱导石墨等离子体中C₂和C+的发射特性。当空气气压为10-2Pa和3Pa时，C₂发射峰值位于靶材附近，此时C₂的形成主要为靶材的直接发射；气压增大至50Pa时，由于气相重组反应加强，等离子体前端出现另一个C₂的发射峰值，其峰值位置与C+一致，并且其逐渐占C₂发射的主导地位，此时C₂的形成主要来源于重组反应，C+发射光强要大于C₂；当气压进一步增大至130Pa时，气相重组反应增加，在等离子体前端出现C₂的发射强度增强，在1.3μs之后，C₂的发射强度大于C+。结果表明，随着气压的变化，C₂的发射峰值位置和强度发生明显变化。这一结果对碳等离子体沉积碳纳米材料原理研究是有帮助的。     

Cr_2O_3-LSFNiO双敏感电极NO_x传感器响应特性研究

以Cr2O3和(La0.8Sr0.2)2FeNiO6-δ(LsFNiO)为敏感电极材料,经1 200℃烧结制备出了一种具有双敏感电极结构的NOx传感器,并对其气体敏感性进行了测试,最后根据实验结果得出了两敏感电极的电势关于NOx浓度的经验公式。结果表明,两敏感电极的电势均随着NO浓度的增大而减小,NO2浓度的增大而增大。Cr2O3和LsFNiO电极对NO的敏感性分别为–12.198 mV/decade和–16.477 mV/decade,对NO2的敏感性分别为37.083 mV/decade和14.005 mV/decade。两敏感电极的电势与NOx气体浓度的对数呈较好的线性关系。     

Yb3+对掺铒碲酸盐玻璃红外和上转换发光的影响

研制了Er3+/Yb3+共掺TeO2-ZnO-La2O3玻璃,测试了Er3+离子的吸收谱、荧光谱和上转换发光谱,系统研究了975 nm抽运下Yb3+离子对于Er3+离子1.5 μm波段荧光性能及其上转换发光性能的影响.结果表明,随着碲酸盐玻璃中Yb2Os含量的增加,Yb3+离子对Er3+离子的能量传递增强,Er3+离子1.5 μm波段的荧光强度和上转换发光强度相应增大,但后者相对于前者增加更为迅速.通过对粒子数速率方程的理论模拟,计算结果与实验测量结果较为一致,表明Er3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃是一种优良的潜在上转换激光器增益介质.对上转换发光分析表明,强烈的绿光和红光激发是基于双光子的吸收过程.     

掺铒TeO2-B2O3-Nb2O5-ZnO玻璃系统的光谱性质和热稳定性的研究

制备了碲酸盐玻璃样品70TeO2-(15-x)B2O3-xNb2O5-15ZnO-1wt%Er2O3(TBN,x=0,3,6,9,12,15 mol%).测试了玻璃样品的热稳定性和光谱性质.根据Judd-Ofelt理论计算了TBN玻璃中Er3 离子的强度参数(Ω2=(5.42～6.76)×10-20 cm2,Ω4=(1.37～1.73)×10-20cm2,Ω6=(0.70～0.94)×10-20 cm2),发现随着Nb2O5含量的增加,Ωt(t=2,4,6)先增加后减小.研究表明Er-O键共价性主要受基质玻璃中非桥氧数的影响,而阴阳离子间电负性的影响可以忽略.应用McCumber理论计算了Er3 离子的受激发射截面(σe=(0.77～0.91)×10-20 cm2)和Er3 离子4I13/2→4I15/2发射谱的半高宽度(FWHM=65～73 nm).比较了不同基质玻璃中Er3 离子的荧光半高宽和受激发射截面.结果表明TBN玻璃系统具有较好的带宽性能,是一种制备宽带光纤放大器的潜在基质材料.     

北京冬季大气SO2、NO2与O3的监测与分析

利用差分光学吸收光谱(DOAS)技术于2006年2月对北京市丰台区的常规污染气体SO2、NO2及O3进行了连续监测,并对各污染物的日变化特征和污染源进行了分析和探讨.结果表明,丰台区NO2主要与汽车尾气的排放有关,以早晨和傍晚的上下班时段最重,凌晨和午后最轻;SO2浓度的日变化状况是气象条件日变化和污染源排放量日变化综合影响的结果,分别在早晨和夜间达到最大值,日变化曲线呈现"N"字型双峰结构;由O3和NO2的相关性分析可知,NO2对大气中O3的含量有着一定的贡献,大气中可能还存在其它重要的O3前体污染物.     

基于激光NO2气体检测研究

为了设计一种NO2气体检测系统,以实现对大气中NO2等污染气体进行有效监测、提高空气质量,采用激光光谱分析技术,根据NO2气体在可见光范围内的吸收光谱与强吸收峰位置,选取中心波长为443.2nm蓝光激光光源,搭建了的NO2气体检测实验平台。实验测定不同体积分数NO2气体的透射谱线,通过对不同体积分数NO2气体透射光谱分析,运用最小二乘法线性拟合计算得出系统吸光度与气体体积分数的线性关系。结果表明,实验系统能够实现对NO2气体的检测,检测灵敏度为10-4量级,具有较好应用价值。