NaGd(WO4)2:Yb3+/Tm3+反蛋白石光子晶体的制备与上转换发光调制研究

三维光子晶体具有长程有序的结构特点, 在可见和近红外光谱范围内有着广泛的应用。光子晶体的一个重要性质是其对嵌入其中的发光中心自发辐射具有调制作用。本研究利用自组装和模板辅助法制备高质量的三维NaGd(WO₄)₂:Yb³⁺/Tm³⁺反蛋白石光子晶体, 探究了光子带隙对Tm³⁺离子上转换荧光发射与发光动力学的调制作用。通过对比分析发现, 由于反蛋白石光子晶体独特的周期性大孔结构和光子带隙效应, 处于光子带隙内的Tm³⁺离子¹G₄-³H₆的发光强度被抑制约45%, 自发辐射速率(SDR)被抑制约30%, 同时上转换局域热效应得到有效的调制。本实验结果对探索新型高效稀土掺杂上转换发光材料和提高上转换发光效率有指导意义。     

激波调制光子晶体频率转换效应的研究

研究了被激波调制的光子晶体对入射光产生的频率转换效应。建立了弹性激波调制一维光子晶体的物理模型;提出了准静态带隙结构的概念,并采用FDTD和平面波展开法计算了其光子带隙;通过数值计算和微扰分析,发现该频率转换是一个量化累积过程,并对该频率转换效应及其量化累积现象提出一种基于光子一声子相互作用和表面衰减模的解释,同时,分析了该频率转换效应的特性。     

激波调制光子晶体频率转换效应的研究

研究了被激波调制的光子晶体对入射光产生的频率转换效应.建立了弹性激波调制一维光子晶体的物理模型:提出了准静态带隙结构的概念,并采用FDTD和平面波展开法计算了其光子带隙;通过数值计算和微扰分析,发现该频率转换是一个量化累积过程,并对该频率转换效应及其量化累积现象提出一种基于光子-声子相互作用和表面衰减模的解释,同时,分析了该频率转换效应的特性.     

稀土氟化物上转换纳米晶尺寸调控的研究进展

稀土掺杂的上转换发光材料是一类能够吸收低频率光子、发射高频率光子的反斯托克斯位移发光材料。镧系稀土氟化物NaREF₄是上转换效率最高的基质材料之一。该类材料由于具有荧光寿命长、背景干扰弱、组织穿透性强、化学稳定性高等优点,被广泛应用于显示与防伪、生物荧光标记、高性能传感器等领域。近年来,研究者发现通过尺寸控制可以有效改善NaREF₄材料的性能。本文详细介绍了可控地合成不同尺寸NaREF₄晶体的方法和影响因素,并概述了NaREF₄晶体尺寸对其发光性能的影响。     

稀土上转换发光在钙钛矿太阳能电池中的应用

目前,钙钛矿太阳能电池最常使用的钙钛矿材料为CH_3NH_3PbI_3,其禁带宽度为1.55eV,导致低于该能量值的太阳光的光子无法被直接地吸收利用。因此,提高器件对太阳光谱的响应范围是提高钙钛矿太阳能电池性能的关键。稀土上转换材料可以将低能量近红外光转换为高能量可见光,所以,稀土上转换发光的应用是提高钙钛矿太阳能电池性能的较为可行的途径。本文概述了稀土上转换发光的基本机制,介绍了钙钛矿太阳能电池的结构和工作原理,综述了该太阳能电池的研究现状及其主要优势,重点阐述了稀土上转换发光在钙钛矿太阳能电池中的应用,最后对该太阳能电池的发展前景进行了展望。     

上转换纳米材料及其在提高太阳能电池光电效率中的应用

上转换纳米材料在提高太阳能电池光电效率方面的应用主要通过提高上转换纳米材料的发光性能来实现。利用上转换纳米材料能将2个或2个以上的低能短波光子转换成高能可见光的特性,可以拓宽太阳能电池对光的响应范围,达到提升光电转换效率的目的。主要介绍了上转换纳米材料,包括其发光机制与基质材料的选择。回顾了在近阶段主要使用的热分解法、水热法等制备方法,分析了其他一些制备方法。着重介绍了上转换纳米材料在晶体硅太阳能电池和染敏太阳能电池中的应用。从提升上转换材料发光性的角度来讨论对太阳能电池的研究,并指出了未来上转换纳米材料在太阳能电池中应用的研究重点是利用异质离子掺杂、表面等离子体耦合与量子点敏化等手段提升上转换效率,而染料耦联上转换纳米材料、上转换纳米材料壳包覆等方法也具有很大发展潜力。     

飞秒激光与晶体材料相互作用的研究进展

综述了飞秒激光与各种晶体材料作用的现象,如双光子、多光子非线性吸收致上转换发光现象,各类微结构、色心结构等;阐述了飞秒激光与各种晶体的作用机制及在各方面的应用;展望了飞秒激光与晶体材料作用的应用前景.     

超短脉冲激光诱导透明材料多光子吸收的研究进展

超短激光脉冲可直接诱导透明材料的多光子吸收上转换荧光过程,它在红外探测、新型激光器、海底光学通信、高密度存储以及三维立体显示等前沿的国防和工业科技领域有着广泛的应用。上转换过程的研究目前主要集中在稀土离子和过渡金属离子能级跃迁的机制上,随着机制材料以及受激离子的不同,光子跃迁的机制也不完全相同,因此上转换机制始终伴随着新材料的出现而发展。介绍了上转换过程的种类,将多光子吸收上转换过程用依次吸收与同时吸收进行分类,给出了在实验研究中分辨上转换过程的方法,并讨论了多光子同时吸收的双光子与三光子过程的研究进展和应用,为今后研究不同光功能材料的多光子吸收过程和应用提供了理论依据。     

掺铒TeO2-Nb2O5-ZnO系统玻璃的上转换发光性能

稀土离子掺杂碲酸盐系统玻璃是一类应用前景良好的上转换发光材料.研究了含铒TeO2-Nb2O5-ZnO系统玻璃在980nm抽运下的上转换光谱,结果发现存在3个上转换荧光谱带,分别对应于2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2,而且Er3 含量的增加可明显提高材料在530、550和660nm附近的发光性能.少量的ZnO引入既可以大幅提升材料的上转换发光强度,又能保持铌碲酸盐玻璃良好的化学稳定性.材料的发光机制主要是激发态吸收(ESA)和能量转移(ET),最大声子能量的降低是上转换发光增强的主要原因.     

问稀土发光材料为何物?

正一、揭开稀土发光材料的"面纱"1.什么是稀土发光材料光,是地球生命之源,是人类生活之本,是我们认识世界之"眼",更是信息之载体与传播之媒质。发光材料简言就是能发光的材料,能够以某种方式吸收能量后,将其转化为光辐射的材料。发光材料主要有2类:(1)物质以受热的方式吸收能量后,产生了热辐射效应而发光,如白炽灯、火焰等(图1);(2)物体以受激发的方式吸收能量后,跃迁到非稳定态的激发     

Er3+掺杂的氧化钇纳米材料上转换发光性质的研究

利用燃烧法制备了稀土Er3 离子掺杂的氧化钇纳米晶材料.用JEM3010测量这种材料的结构与样品颗粒的分布,结果表明:晶粒尺寸约为30nm.用日立F-2500荧光光谱仪与978nm LD测量了该材料的上转换发光,得到该样品主要发绿色上转换发光,红色上转换发光非常弱.我们认为,这种现象与基质材料的低的声子能量与低的掺杂浓度有关.     

非晶无序光子晶体结构色机理及其应用

结构色是一种由光学尺度的微纳结构与光相互作用形成干涉、衍射或散射而产生颜色的物理生色效应。与化学生色不同,结构色由于没有色素或者染料的参与,因此没有颜色褪色的现象,同时能够避免使用染料和色素带来的环境污染。目前结构色材料受到研究者和应用开发人员的广泛关注,大量的研究发现结构色可以来源于光子晶体与非晶光子晶体两种结构。光子晶体由规整的周期性结构组成,产生的颜色鲜艳却具有明显的角度依赖性。而非晶光子晶体,其"自身缺陷"导致的短程有序结构具备了各向同性的光子带隙、非虹彩效应、光局域化等特点,赋予了材料柔和亮丽不随角度变化的显色效果,可控的激光效应以及优良的发光效率,从而更能满足材料领域对光散射和光传输等方面的特殊需求。对非晶光子晶体的概念和结构,与可见光作用产生颜色的原理,以及制备非晶光子晶体的不同方法(平板刻蚀法、胶体颗粒自组装法、模板法、相分离法)做了详细的讨论,并对非晶光子晶体产生的结构色效应在光电器件、功能涂料和纺织材料等多个领域中的应用进行了展望。     

发光材料及其新进展

正发光材料也称为发光体,是能够把从外界吸收的各种形式的能量转换为电磁辐射的一类功能材料。这种电磁辐射是一种非平衡辐射,在本质上不同于黑体辐射。发光材料通常发出可见光,也可以是紫外光和红外光。按照不同激发方式,发光材料可分为光致发光、阴极射线发光、电致发光、化学发光、摩擦发光、X射线发光等。热释光也是材料的一种发光特性,虽然它不是非热辐射,但热     

二维光子晶体微腔的制备及其对硅光学材料的光量子放大

光子晶体(PC)可以增加光物质相互作用和光发射效率,在微纳光子学、量子光学及信息光学等领域中都有着广泛的应用。近年来,二维硅基光子晶体微腔的发光增强效应研究取得了较为重大的突破。本文针对现有二维光子晶体及微腔的制备方法与发光性能的调控展开论述,详细介绍了二维光子晶体微腔的制备进程与温度、泵浦能量、微腔结构对微腔Q因子以及发光性能的影响,并进一步展望了二维光子晶体在硅材料光量子放大领域未来研究所面临的问题及应用前景。     

上转换发光材料及发光效率研究及展望

综述了上转换发光材料的进展.介绍了上转换发光的基本机制,较新的上转换发光材料,并分析了发光效率的影响因素.对上转换发光材料的发展进行了展望.     

光子晶体在Si基发光器件中的应用

在Si基集成光电子学的发展中,实现高效的Si基光源始终是人们期待的目标.但是Si材料的间接带隙特性导致其发光效率低.目前,已经探索了多种Si基材料体系以提高Si材料的发光效率,但是尚未取得突破性的进展.近年来,光子晶体以其独特的控光能力而备受人们的关注,将光子晶体引入到Si基材料体系中可以显著提高Si基材料的发光效率,这无疑对Si基光电子学的发展起到了重要的贡献.本文简述了利用光子晶体提高Si基材料发光效率的机制,介绍了光子晶体在几种Si基材料中的应用,探索了Si基光子晶体发光器件的潜在应用前景.     

OH- 对 Tm3+/Yb3+ 共掺碲酸盐玻璃上转换发光的影响

研究了Tm3 /Yb3 共掺碲酸盐玻璃的Raman光谱、红外光谱和上转换发光光谱,分析了OH-对Tm3 上转换发光的影响。结果表明,氧氯碲酸盐玻璃的声子能量高于氧氟碲酸盐玻璃的声子能量,但是Tm3 /Yb3 共掺氧氟碲酸盐玻璃的上转换发光强度高于Tm3 /Yb3 共掺氧氯碲酸盐玻璃。分析认为这主要是由于OH-的影响,在氧氟碲酸盐玻璃中OH-的浓度较低,导致Tm3 的荧光寿命高,从而提高Tm3 的上转换发光。在一定程度上,OH-对Tm3 上转换发光的影响大于声子能量对Tm3 上转换发光的影响。研究结果有助于进一步提高Tm3 的发光效率。     

基于拟蒙特卡罗算法的材料表面结构对光子传播影响研究

为了解决材料表面结构对光子传播影响难计算的问题,采用拟蒙特卡罗算法。首先对材料的非线性吸收光分析;接着对左手材料折射率的空间分布进行周期性调制,使其不具有周期性结构;最后建立了拟蒙特卡罗模型。实验仿真得出入射光强趋于无穷大时存在激发态的非线性吸收现象,左手材料在中心频率及奇数倍频率附近透射率等于零,出现禁带,而在基频的偶数倍处光子禁带消失,拟蒙特卡罗算法的计算误差较小、处理时间较少。     

紫外线辐照下BaFCl：Eu^2＋的电子转移过程

本文研究了BaF_xCl_(2-x):Eu~(2+)荧光材料在紫外线辐照下的光激励发光。在小于Eu~(2+)离化能而大于Eu~(2+)最低激发态的不同能量紫外线辐照后(Eex.相似文献   

上转换发光材料表面修饰羧基的制备与表征

利用表面接枝改性法,丁二酸酐作修饰剂,对上转换无机发光材料进行了表面羧基修饰.傅立叶红外吸收光谱证明了羧基的存在,电导率法定量地检测了羧基的含量,热分析表明修饰羧基后材料的热失重过程,扫描电镜显示了修饰后上转换无机发光材料颗粒有的直径有所增加.沉降试验表明修饰羧基后的上转换发光材料在水溶液中的分散稳定性得到了提高.