铋锗酸盐玻璃中铒离子的上转换光谱特性

研究了由重金属氧化物Bi2O3-GeO2-PbO组分高温融熔而成的铋锗酸盐玻璃中稀土掺杂铒离子(Er3+)的吸收光谱、上转换发光谱以及玻璃基质的红外吸收谱,着重分析了975 nm和800 nm泵浦光激励下Er3+离子的上转换发光机理.结果表明,在975 nm或800 nm泵浦光激励下,观察到了绿光(529 nm、552...     

掺铒铋基玻璃的荧光俘获和浓度猝灭效应研究

用高温熔融法制备了系列掺铒铋硼锗酸盐玻璃,测试分析了不同铒离子掺杂浓度下玻璃样品的吸收光谱和荧光光谱.结果显示,掺铒铋硼锗酸盐玻璃中存在着强烈的荧光俘获和浓度猝灭效应.随着铒离子掺杂浓度的增加,1.53 μm波段荧光谱展宽,1 560 nm波长处荧光次峰相对增强.对此用一个等效的四能级模型予以了定性分析.同时,随着铒离子掺杂浓度的增加,4I13/2能级荧光寿命和1.53 μm波段荧光强度呈现出先增加后减小趋势.依据Dexter能量转移理论,计算了该玻璃系统中铒离子发生浓度猝灭的临界距离R0及相互作用参数CEr-Er,并与其它玻璃基质进行了比较.     

高声子能量氧化物对掺铒碲酸盐玻璃光谱性质的影响

在研制的Er3+/Ce3+共掺低声子能量碲酸盐玻璃(TeO2-Bi2O3-TiO2)中,分别引入高声子能量WO3、SiO2和B2O3氧化物组分,测试了玻璃样品400~1700 nm范围内的吸收光谱、1.53μm波段荧光谱、Er3+离子荧光寿命和拉曼光谱,结合McCumber理论计算了Er3+离子光谱参数.结果表明:高声子能量氧化物组分的引入,能使声子参与的Er3+/Ce3+离子间能量传递过程变得更为有效,增加了Er3+离子亚稳态能级4I13/2上粒子数积累,从而增强1.53μm波段荧光发射.另外,高声子能量氧化物组分的引入还可以增加荧光半高宽(FWHM)和带宽品质因子(σe×FWHM).研究结果对于获取具有优异光谱特性的掺Er3+光纤放大器(EDFA)的玻璃基质具有实际意义.     

掺铒铋酸盐玻璃光谱性质的混合形成体效应

测得了Er3+离子在铋酸盐玻璃系列(50～75)Bi2O3-(20～45)B2O3-5Na2O,70Bi2O3-(17～25)B2O3-xZrF4-5Na2O,70Bi2O3-(0～25)B2O3-(0～25)SiO2-5Na2O中的吸收光谱、荧光光谱及4I13/2能级荧光寿命.提出并研究了Er3+离子光谱性质的混合形成体效应,结果表明Er3+离子在铋酸盐玻璃中通过混合形成体效应可以获得较大的有效线宽(△λeff＝62～80nm)、较高的受激发射截面(σe＝0.76～0.84×10-20cm2)、较宽的荧光半高宽(FWHM＝55～80nm)以及较长的荧光寿命(τm＝1.6～4.3ms),说明掺Er3+铋酸盐玻璃是光纤放大器实现宽带和高增益放大较为理想的基质材料.     

不同铒离子掺杂浓度下碲酸盐玻璃荧光特性研究

测试了掺铒碲酸盐玻璃的荧光特性，研究了。^4I13／2能级上Er^3＋离子的荧光谱、荧光强度和荧光寿命．研究显示，掺铒碲酸盐玻璃中存在着强烈的荧光俘获效应和浓度猝灭效应．荧光俘获效应使得荧光谱中的各谱线成分相对强度随着Er^3＋离子掺杂浓度的增加发生改变，从而导致荧光谱主峰的变迁和荧光谱的展宽．Er^3＋离子间的协作上转换引起的能量转移，使得荧光强度在较高掺杂浓度下发生猝灭．同时，荧光俘获效应和浓度猝灭效应的相互作用，导致荧光寿命随着Er^3＋离子掺杂浓度的增加呈现出先增大后减小的变化趋势．     

激光器用Yb3+掺杂钨锌镧碲酸盐玻璃的热学、光谱和激光性质

设计组成为70TeO2—(20—x)ZnO—xWO3—5La2O3—2．5K2O—2．5Na2O—1Yb2O3(x=0，5，10，15和20mol％)的碲酸盐激光玻璃，测试了物理性质、吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命，计算了Yb^3 离子的吸收截面、受激发射截面、荧光有效线宽等参数．结果表明，随着WO3含量的增加，玻璃的热稳定性下降；当x=15mol％时，具有体系中最好的光谱性质：高的受激发射截面(1．32pm^2)、长的荧光寿命(0．93ms)和宽的荧光有效线宽(74．5nm)，通过激光性能评价，最小泵浦强度为0．92kW／cm^2，表明掺Yb^3 该组分碲酸盐玻璃是实现高能短脉冲可调谐激光器的理想增益介质。     

掺铒碲酸盐玻璃光谱性质的J-O计算

研究了掺Er3+碲酸盐玻璃的吸收和荧光光谱性质;应用Judd-Ofelt理论计算了碲酸盐玻璃中Er3+离子的强度参数Ω(Ω2=4.79 × 10-20cm2,Ω4=1.52×10-20cm2,Ω6=0.66×10-20cm2),计算了离子的自发跃迁几率,荧光分支比;应用McCumber理论计算了Er3+的受激发射截面(σe=10.40 × 10-21cm2)、Er3+离子4I13/2→4I15/2发射谱的荧光半高宽(FWHM=65.5nm)及各能级的荧光寿命(4I13/2能级τrad=3.99ms);比较了不同基质玻璃中Er3+离子的光谱特性,结果表明掺铒碲酸盐玻璃更适合于掺Er3+光纤放大器实现宽带和高增益放大.     

LaAlO_3∶Mn~(4+)/Er~(3+)荧光粉中敏化的近红外发光及能量传递

采用传统高温固相法成功合成了一系列Mn~(4+)/Er~(3+)共掺杂的LaAlO_3近红外发光荧光粉,并利用X射线粉末衍射(XRD)、荧光光谱及荧光衰减等手段对荧光粉的结构与发光性质进行了研究。结果发现,当激发Mn~(4+)离子时,在LaAlO_3∶Mn~(4+)/Er~(3+)荧光粉中可以观察到较强的近红外发射,分别对应于Er~(3+)的~4I_(11/2)→~4I_(15/2)(990nm)及~4I_(13/2)→~4I_(15/2)(1 552 nm),这表明Mn~(4+)与Er~(3+)之间存在着有效的能量传递。在LaAlO_3∶Mn~(4+)/Er~(3+)荧光粉中,最佳的Er~(3+)的掺杂浓度为2%(摩尔分数),进一步增加Er~(3+)掺杂浓度将导致浓度猝灭的发生。Er~(3+)浓度依赖的Mn~(4+)荧光寿命分析进一步表明了在LaAlO_3∶Mn~(4+)/Er~(3+)荧光粉中存在着Mn~(4+)到Er~(3+)的能量传递过程,并且证实其能量传递机理为电四极-电四极相互作用。     

Yb~(3+)/Er~(3+)共掺钨钼酸盐上转换发光材料的研究

采用水热法合成了镱离子(Yb~(3+))/铒离子(Er~(3+))分别共掺杂钨酸钆银(AGWO)、钼酸钆银(AGMO),分别制得钨酸钆银∶镱/铒(AGWO∶Yb~(3+)/Er~(3+))上转换发光材料、钼酸钆银∶镱/铒(AGMO∶Yb~(3+)/Er~(3+))上转换发光材料,采用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及荧光光谱仪对合成样品的结构特征、表面形貌以及发光性能进行了表征。研究结果表明:在不同浓度Yb~(3+)和Er~(3+)共掺条件下,所得粉体样品的物相分别与AGWO、AGMO基质物相一致;随着合成条件的变化,样品具有不同的形貌:AGWO∶Yb~(3+)/Er~(3+)呈棒状、AGMO∶Yb~(3+)/Er~(3+)呈粒状;在980nm激光激发条件下,可以观测到波长位于525nm、550nm处的绿色发射光谱和波长位于660nm处的红色发射光谱,分别对应于Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)(525nm)、~4S_(3/2)→4I_(15/2)(550nm)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)(660nm)特征跃迁。通过对比可发现,在Yb~(3+)/Er~(3+)掺杂浓度相同的条件下,AGMO∶Yb~(3+)/Er~(3+)具有较强的发射强度。     

掺Er3+氟铅硅酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性研究

制备了掺Er^3 氟铅硅酸盐玻璃，研究了玻璃的物理性质、热稳定性、吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命，应用McCumber理论，计算了能级^4I13／2→^4I15／2跃迁的吸收和受激发射截面．结果表明：以PbF2等分子替代PbO含量，样品密度、折射率、热稳定性、吸收截面和受激发射截面降低，但荧光半高宽和荧光寿命增加，对Er^3 离子在不同玻璃基质中带宽特性的比较发现，Er^3 掺杂50SiO2—50PbF2玻璃的带宽特性与碲酸盐和铋酸盐玻璃相当，大于磷酸盐，锗酸盐和硅酸盐玻璃，表明掺Er^3 氟铅硅酸盐玻璃可作为宽带光纤放大器的基质材料。     

掺Er~(3+)重金属氧氟锗酸盐玻璃光谱性质研究

研究了重金属氧氟锗酸盐玻璃中Er3+离子的吸收光谱、有效吸收和发射线宽、荧光光谱、荧光半高宽、荧光寿命、带宽特性和增益性能.应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+离子的强度参数Ωt(t=2,4,6),应用McCumber计算了能级4I13/2→4I15/2跃迁的吸收和受激发射截面.结果显示,随PbF2含量增加,Er3+离子的强度参数Ω6,吸收线宽、发射线宽、荧光半高宽、荧光寿命、带宽特性和增益性能都增加.表明掺Er3+重金属氧氟锗酸盐玻璃可作为宽带光纤放大器潜在的基质材料.     

Sol-gel方法制备BiFeO_3/Bi_4Ti_3O_(12)多层薄膜及其电性能

采用溶胶-凝胶方法在FTO/glass底电极上制备了BiFeO3/Bi4Ti3O12和Bi4Ti3O12/BiFeO3多层薄膜。研究了室温下薄膜的结构,铁电性质和介电性质,并将其与纯的BiFeO3薄膜的性质进行了比较。从薄膜的XRD模式中可以观察到共存的BiFeO3相和Bi4Ti3O12相。通过电滞回线测量可以看出,相对于纯的BiFeO3薄膜,BiFeO3/Bi4Ti3O12和Bi4Ti3O12/BiFeO3多层薄膜能够承受更高的测试电场而获得充分极化,从而表现出较强的铁电性,在450kV/cm测试电场下,薄膜的剩余极化强度分别为37μC/cm2和23μC/cm2。     

La掺杂对(Bi1.5Zn0.5)(Ti1.5Nb0.5)O7陶瓷组织和介电性能的影响

研究了La3+取代的(Bi1.5Zn0.5)(Ti1.5Nb0.5)O7基陶瓷(Bi1.5-xLaxZn0.5)(Ti1.5Nb0.5)O7(0.0≤x≤1 2,BLZNT)的结构与介电性能。采用传统的固相反应法制备了陶瓷样品,用XRD、SEM分析了样品的组织。在整个取代范围内,La3+取代的样品基本保持单一烧绿石相,稳定范围由容忍因子(RA/RB值)来确定;同时,随着La3+取代量的增加,晶胞常数先增后减。介电性能随结构变化而变化,其中介电性能为:ε=130～170,tanδ=～0.9×10-3(1MHz),并且掺杂La优化了BLZNT x样品高频端(>100kHz)的频谱特性。     

Er3+/Yb3+共掺氟硅酸盐玻璃陶瓷的制备及其量子剪裁发光行为

本文报道了一类组成为50SiO2-10Al2O3-20ZnF2-20SrF2-3YbF3-0.05ErF3(mol%)的氟氧化物玻璃陶瓷的制备及其量子剪裁发光行为。XRD和TEM分析结果显示,玻璃陶瓷中均匀分布有尺度10~40nm的SrF2析晶相。光谱研究表明,玻璃陶瓷在Er3+激发峰波长377nm激发下存在Er3+向Yb3+的有效能量传递,可实现包括量子剪裁效应在内的波长变换功能。随着热处理温度的升高,玻璃陶瓷的近红外977nm发光逐渐增强,荧光寿命显著增长。     

高分子网络凝胶法制备YAG:Er~(3+)纳米晶粉体及其光谱性质

采用高分子网络凝胶法,在较低温度下制备了YAG:Er~(3+)纳米晶粉体.分别用热重-差热分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及激发和发射光谱对样品进行了表征.结果表明:石榴石晶相的形成温度为880℃,与YAG纳米晶粉体相比,用Er~(3+)代替Y~(3+)后,YAG:Er~(3+)纳米晶粉体还是以石榴石晶相为主,未发生明显变化;YAG:Er3~(3+)纳米晶粉体有丰富的吸收谱线,并且在260nm激发光激发下YAG:Er~(3+)纳米晶粉体可以发射出377nm紫光,可以作为紫光光源的考虑对象.     

Bi4Ti3O12光催化粉体的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备Bi4Ti3O12粉体,通过DSC-TGA、XRD以及光催化降解甲基橙的分析,研究了热处理温度、蒸馏水加入量及溶胶陈化时间等制备条件对光催化活性的影响.结果表明,通过优化制备条件后,所制备样品的带隙能约为2.89eV,在普通日光灯下对甲基橙的降解率普遍大于相同条件下P25的降解率.     

Construction of novel TiO_2/Bi_4Ti_3O_(12)/MoS_2 core/shell nanofibers for enhanced visible light photocatalysis

TiO2/Bi4 Ti3 O12 hybrids have been widely prepared as promising photocatalysts for decomposing organic contaminations.However,the insufficient visible light absorption and low charge separation efficiency lead to their poor photocatalytic activity.Herein,a robust methodology to construct novel TiO2/Bi4 Ti3 O12/MoS2 core/shell structures as visible light photocatalysts is presented.Homogeneous bismuth oxyiodide(BiOI) nanoplates were immobilized on electrospun TiO2 nanofiber surface by successive ionic layer adsorption and reaction(SILAR) method.TiO2/Bi4 Ti3 O12 core/shell nanofibers were conveniently prepared by partial conversion of TiO2 to high crystallized Bi4 Ti3 O12 shells through a solid-state reaction with BiOI nanoplates,which is accompanied with certain transition of TiO2 from anatase to rutile phase.Afterwards,MoS2 nanosheets with several layers thick were uniform decorated on the TiO2/Bi4 TiO3 O12 fiber surface resulting in TiO2/Bi4 Ti3 O12/MoS2 structures.Significant enhancement of visible light absorption and photo-generated charge separation of TiO2/Bi4 Ti3 O12 were achieved by introduction of MoS2.As a result,the optimized TiO2/Bi4 Ti3 O12/MoS2-2 presents 60% improvement for photodegrading RhB after 120 min irradiation under visible light and 3 times higher of apparent reaction rate constant in compared with the TiO2/Bi4 Ti3 O12.This synthetic method can also be used to establish other photocatalysts simply at low cost,therefore,is suitable for practical applications.     

Li~+共掺杂对掺Er~(3+):TiO_2上转换发光的增强作用·

采用非水性溶胶-凝胶法制备了0.1%Er~(3+)(摩尔分数,下同)、0%～2%Li~+共掺杂TiO_2粉末,在980nm半导体激光器(LD)激发下获得了中心波长526nm、550nm的绿色和663nm的红色上转换发光.Li~+共掺杂对掺Er~(3+):TiO_2的相结构未产生影响,但极大增强了上转换发光强度.随Li~+共掺杂摩尔分数的逐渐增大,绿色和红色上转换发光强度先增大后减小,当Li~+摩尔分数为1%时,上转换发光强度达到最大,绿色和红色上转换发光强度分别比掺Er~(3+):TiO_2提高了约330倍、30倍和60倍.Er~(3+)Li~+共掺杂TiO_2粉末的绿色和红色上转换发光均为双光子吸收过程.Li~+共掺杂不改变Er~(3+)的上转换发光机制,但破坏了Er~(3+)的局部晶体场对称性,影响了Er~(3+)内部4f能级的跃迁几率,导致上转换发光强度增强.     

长余辉材料Sr_4Al_(14)O_(25)∶Eu~(2+),Nd~(3+)的溶胶凝胶法制备及性能研究

首次研究了以Nd~(3+)离子为辅助激活剂,对Eu~(2+)掺杂的发光材料Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+)余辉性能的影响.用溶胶凝胶法合成了Eu~(2+), Nd~(3+)共掺杂的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Nd~(3+)发光粉末,并用扫描电镜、X射线衍射计、荧光分光光度计、余辉亮度测试仪、热释光剂量计等手段对粉末样品进行了表征.结果表明,在1350℃得到了单一的Sr_4Al_(14)O_(25)相,粉末颗粒平均粒度在1μm左右.Eu~(2+), Nd~(3+)共掺杂的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Nd~(3+)发光粉末有402和485nm两个发射峰,与Eu~(2+)单掺杂的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+)相比,发射峰位置没有变化,但适量的掺杂可以大大提高余辉时间和余辉亮度,余辉时间可达18h以上.最后通过对热释光谱的分析解释了双掺杂发光粉余辉性能增强的原因,适宜深度的陷阱可以有效存储光能,增强余辉的时间和强度.