中频反应磁控溅射制备Al2O3:CeCl3薄膜及其光致发光特性

应用中频反应磁控溅射技术制备了Al2O3:CeCl3的非晶薄膜.Ce3+含量和薄膜的化学成分通过X射线散射能谱(EDS)测量.薄膜试样的晶体结构用x射线衍射分析.俄歇电子谱用于对薄膜材料的化学组分进行定性分析.薄膜的光致发光峰是在370 nm到405 nm范围内,它们来自于Ce3+离子的5d1激发态向基态4f1的两个劈裂能级的跃迁.发光强度强烈地依赖于薄膜中的掺杂浓度和沉积时的基片温度.薄膜发光来自于氯化铈分子中的发光中心,而不是其他的掺杂Ce3+离子.随铈含量增加,光致发光峰向低能方向移动,可能与薄膜中存在氯元素有关.     

Sn~(2+)掺杂TiO_2凝胶相变过程

采用溶胶-凝胶法制备了Sn~(2+)掺杂TiO_2纳米粉体,利用TG-DTA和XRD分析对凝胶的相变过程进行了表征.研究结果表明,Sn~(2+)掺杂显著抑制了锐钛矿和金红石晶粒的长大,使凝胶-锐钛矿转变和锐钛矿-金红石转变的温度呈现先增加后降低的变化趋势.随着Sn~(2+)掺杂量的增加,对锐钛矿向金红石转变的影响呈现了先促进后抑制的作用,且在20ST试样之后的各个温度都发现了SnO_2的存在.锡离子的价态变化对相变特征起到非常重要的作用.     

中频反应磁控溅射制备Al2O3:Ce薄膜及其光致发光特性

用中频反应磁控溅射技术制备了Al2O3:Ce3 的非晶薄膜.XPS监测显示,薄膜中有Ce3 生成.这些薄膜的光致发光峰是在374 nm附近,它来自于Ce3 离子的5d1激发态向基态4f1的两个劈裂能级的跃迁.发光强度强烈地依赖于薄膜的掺杂浓度,但发光峰位置不随掺杂浓度而变化.Ce3 含量和薄膜的化学成分是通过X射线散射能谱(EDS)测量的.薄膜试样的晶体结构应用X射线衍射分析.俄歇电子谱用于对薄膜材料的化学组分进行定性分析.发射纯蓝光的Al2O3:Ce3 非晶薄膜在平板显示等领域有着广泛的潜在应用前景.     

Ca_2AlSi_3O_2N5:Sm~(3+)荧光粉制备及发光特性

采用原位共沉淀与气氛还原氮化相结合的方法,在1100℃下制备出Ca2AlSi3O_2N5:Sm~(3+)。使用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)以及稳态瞬态荧光光谱仪(PL)对合成产物的结构、微观形貌和发光特性进行了研究。在287nm紫外光激发下,测得Ca2AlSi3O_2N5:Sm~(3+)的发射光谱为1个多峰宽谱,主峰分别为602nm(4G5/2→6H7/2)和650nm(4G5/2→6H9/2)。研究了Sm~(3+)掺杂浓度对Ca2AlSi3O_2N5:Sm~(3+)红光荧光粉发光性能的影响。结果表明,随着Sm~(3+)掺杂浓度增大,发光强度先增大后减小。     

共沉淀-热处理工艺合成YAG:Ce3+荧光粉的研究

采用共沉淀法制各Y3Al5O12:Ce3 (YAG:Ce3 )荧光体前驱粉末,采用差热分析(DTA)、傅里叶红外(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)和荧光光谱(PL)等测试分析手段,对凝胶经不同温度烧成的Y3Al5O12:Ce3 荧光粉的成相过程、晶体结构及其发光性能进行了测试与分析.DTA和XRD结果表明,经1200℃煅烧后,凝胶转变为单相性良好的YAG立方相,空间群为Ia3d(230).PL谱测试结果表明,煅烧热处理获得的YAG:Ce3 荧光粉的激发光谱由2个主峰位于340nm和469 nm的激发峰组成,分别对应于2F5/2→5D和2F7/2→5D的跃迁;发射谱主峰位于537 nm,属于Ce3 的5d→4f特征跃迁发射.不同Ce掺杂浓度的YAG:Ce3 荧光粉的发光性能研究结果表明,随着Ce掺杂浓度增加,荧光粉发光强度先增加后减小,呈现浓度淬灭现象,当x=0.06时,发光强度达到最大值.     

水热法制备Co掺杂SnO_2纳米棒的室温铁磁性

采用水热法制备了Co掺杂的SnO_2纳米棒.随着Co掺杂浓度的增加,样品的室温铁磁性先增加后降低,当Co掺杂浓度为4%时,样品的饱和磁化强度达到最大值.纳米棒呈花簇状生长,单根纳米棒长度约300 nm,为单晶金红石型SnO_2相.X射线光电子能谱和X射线近边结构谱分析表明,Co在SnO_2样品中以+2价态存在,替代了Sn~(4+)离子的位置,并未与其它元素形成杂质相,从而证明室温铁磁性为Sn_(1-x)Co_xO_2纳米棒的本征性能.同时,采用自旋分裂杂质带模型,解释了Co掺杂浓度对样品室温铁磁性的调节作用.     

微量Al掺杂对溅射于玻璃衬底的SnO_2薄膜结构及光学特性的影响（英文）

采用射频(RF)磁控溅射法在玻璃衬底上制备了低浓度Al掺杂(≤1mol%)的SnO_2系列薄膜。通过X射线衍射、扫描电镜、紫外-红外光谱仪及光致发光(PL)实验,展现了薄膜的晶体结构及光学特性。结果表明:当Al浓度增加时,薄膜晶格常数c减小,表明Al原子成功替代Sn原子并产生了大量的氧空位。在400～800 nm的可见光范围,薄膜的平均透射率可达88%以上。当Al浓度持续增加时,由于Burstein-Moss(BM)效应使薄膜带隙增宽。此外,测量发现,在265 nm波长的光激发下,所制备薄膜的PL谱具有典型的近边带和深能级辐射发光,其峰值随Al浓度的增加而增大。     

稀土元素掺杂AgSnO_2触头材料的第一性原理理论研究（英文）

AgSnO_2触头材料中Ag具有良好的导电性,SnO_2具有较高的热稳定性。但是,SnO_2是一种宽禁带半导体,近乎绝缘,使得AgSnO_2触头材料的电阻较大。通过对SnO_2进行掺杂,使SnO_2由绝缘改性为导电,能有效改善AgSnO_2的电性能。采用第一性原理研究了稀土元素La、Ce、Nd掺杂后的电子结构,对纯SnO_2和掺杂SnO_2的晶体结构、能带结构、态密度进行了分析对比。晶格数据表明,稀土元素掺杂SnO_2引起的晶格畸变与掺杂原子的共价半径大小有关。能带结构表明,稀土掺杂可使Sn O_2的导带向低能端移动,带隙变窄,即导电性提高,且La掺杂时的带隙最小。电子态密度表明,稀土元素特有的f态电子对费米能级处的导带贡献很大,即稀土元素掺杂能提高AgSnO_2触头材料的导电性,且La掺时的费米能级处的态密度值最大。     

Dy3+掺杂γ-AlON基荧光粉的合成及其发光性能

以AlN、Al2O3、Dy2O3为原料,采用高温固相反应法在1900℃、5MPa氮气气氛条件下合成AlON:Dy3+荧光粉,研究了Dy3+掺杂离子浓度对荧光粉的物相组成和发光性能的影响。结果表明:当Dy3+掺杂浓度较低时(x=0.005～0.100)合成纯的AlON相,随着Dy3+掺杂浓度的增大(x=0.125～0.250),出现微量的DyAlO3相。该荧光粉在354nm处有最强激发,其在354nm激发下呈现3个发射峰,分别位于蓝光483nm(19F9/2→6H15/2)、黄光578nm(19F9/2→6H13/2)和红光670nm(19F9/2→6H11/2),其中在578nm处黄光为最强发射。随着掺杂离子Dy3+浓度的增大,其激发峰和发射峰的强度均表现出先增大后减小的变化规律,其中当x=0.050时,发射强度最高。     

Cr掺杂SnS_2纳米花的微观结构与光学性能

以曲拉通为修饰剂,通过水热法合成花状Sn_(1-x)Cr_xS_2纳米晶(x=0、0.01、0.03、0.05和0.07),研究Cr掺杂浓度对样品的晶体结构、形貌和光学性能的影响。XRD、EDS和XPS结果表明,所有样品具有结晶良好的六方纤锌矿结构,Cr~(3+)以替代Sn~(4+)的形式掺杂进入到SnS_2晶格中。随着Cr掺杂量的增加,晶格常数发生膨胀。紫外可见吸收光谱(UV-vis)发现掺杂样品的光学带隙发生蓝移现象。傅里叶红外光谱(FT-IR)的吸收峰位并没有随着掺杂浓度的增加而发生变化。掺杂SnS_2样品的光致发光(PL)谱图出现紫光、蓝光、黄光和红光4个发光峰。随着掺杂浓度增加,发光强度呈现明显的减小趋势,以纳米花Sn_(0.95)Cr_(0.05)S_2样品的最低。色度图CIE表明,Sn_(1-x)Cr_xS_2样品显示黄色荧光发光。     

BaMgSi_2O_6:RE~(3+)(RE=Tb,Ce)的真空紫外光谱特性

研究了MMgSi_2O_6:Tb~(3+) (M=Ca, Sr, Ba)样品的结构、发光特性.MMgSi_2O_6:Tb~(3+) (M=Ca,Sr , Ba)具有硅酸钙镁石结构,基质掺入铽离子后结构没有明显变化.结果表明:MMgSi_2O_6:Tb~(3+) (M=Ca, Sr ,Ba)在168、220和294 nm附近有强烈的吸收峰.在168 nm真空紫外激发下,546 nm是主发射峰.当材料BaMgSi_2O_6:Tb~(3+)中掺杂Ce~(3+)时,BaMgSi_2O_6:Tb~(3+)样品在168 nm真空紫外激发下的发射强度明显下降.     

溶胶-凝胶工艺制备SrTiO3:Pr,Ce红色荧光粉及其发光性能研究

通过溶胶-凝胶法结合热处理工艺合成了SrToO3:Pr3 红色荧光粉,研究了共掺Ce离子及其浓度变化对荧光粉发光强度的影响规律.采用X-射线衍射分析(XRD),傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和荧光光谱仪(PL)等测试手段对前驱体及热处理样品的相形成过程、物相组成及样品的发光性能进行了测试与表征.荧光光谱测试发现,热处理样品在615nm处存在一个强的红色发光峰,可归属于Pr3 的1D2→3H4跃迁;而激发谱则由一个主峰位于348 nm处的宽带激发带和一系列强度较弱的窄峰构成,分别归属于Pr3 的4f-5d带间跃迁和4f-4f(3H4-4PJ,J=0,1,2和3H4-1D2)跃迁过程.对掺杂不同浓度Ce离子制备的共掺SrTiO3:Pr3 ,Ce荧光体发光性能的研究结果表明,随着掺杂Ce浓度的增加,荧光体发光强度依次下降,对该现象的相关作用机制进行了讨论.     

CHARACTERISTICS OF BaHfO3∶Ce NANO—POWDER

用湿化学共沉淀法制备了掺杂Ce的BaHfO3纳米粉体,采用XRD,TEM及TG-DTA等手段分析了粉体合成过程的物相变化及特性;用荧光光度计分析了样品的激发光谱和发射光谱.结果表明:先驱沉淀物经1000℃煅烧2 h,合成出多边形貌、分散性良好、粒径尺寸为30-50 nm的BaHfO3:Ce纳米粉体.掺杂Ce浓度(摩尔分数)为0.3%的BaHfO3的谱峰相对强度最高,其激发光谱在393和445 nm处出现2个激发峰. 393 nm波长激发的发射光谱主要由两个光谱带组成,其峰值分别位于485和530 nm波长处;用445 nm波长激发时,483 nm附近的峰已不明显,只在529 nm有一个较宽的发射峰. BaHfO3:Ce的发光特性由激活Ce3 的5d-2F5/2和5d-2F7/2宽带跃迁产生,其激发光谱和发射光谱均为宽带谱.     

Cu掺杂类金刚石薄膜应力降低机制的第一性原理研究

目的比较不同浓度Cu掺杂类金刚石薄膜的性能变化规律,并分析Cu掺杂对薄膜性能变化的作用机制。方法建立密度为2.03 g/cm^3、2.87 g/cm^3的不同Cu原子数分数(1.56%~7.81%)掺杂类金刚石薄膜(Cu-DLC)初始模型,采用NVT和NOSE温度调节法模拟熔融退火及淬火过程,以及基于广义梯度近似(GGA)的共轭梯度法优化几何模型,运用CASTEP计算Cu-DLC模型的径向分布函数(RDF)、sp3-C含量、体积模量、键长和键角分布等,并探讨Cu掺杂对DLC膜应力变化的影响机制。结果随Cu含量的增加,薄膜中sp3-C杂化比例增加。与DLC相比,Cu掺杂DLC的RDF中第一峰和第二峰的位置发生显著偏移,薄膜中残余应力随着Cu含量的增加先减小后增大,Cu含量为1.56%时,残余应力最小(7.2 GPa)。Cu含量增加导致总键角分布的峰值降低,峰宽向小键角移动,总键长分布峰值降低,在长键长方向产生小而宽的峰。结论C Cu的弱键特性及扭曲的键角、键长得到松弛,对薄膜残余压应力的降低有显著作用,在较高Cu浓度条件下,扭曲的C C键比例增加,形成了更多扭曲的C Cu和Cu Cu结构是导致残余应力增加的关键因素。     

ZrO_2上转换反蛋白石光子晶体的制备及发光调控研究

采用自组装方法和溶胶凝胶法制备了光子带隙位于489和543nm的2种Yb~(3+),Tb~(3+)共掺杂的ZrO_2反蛋白石光子晶体,并研究了光子带隙对Tb~(3+)离子490和545nm的上转换发光的调控。研究发现:Yb~(3+),Tb~(3+)共掺杂的ZrO_2反蛋白石光子晶体的光子带隙对Tb~(3+)的490nm(~5D4→~7F6)和545nm(~5D4→~7F5)的上转换发光有显著的影响。当Tb~(3+)离子的发射光谱带与光子禁带重合时,在光子带隙调制作用下,Tb~(3+)的上转换发光受到明显的抑制。通过调节光子晶体的周期结构可以实现对稀土Tb~(3+)的蓝光和绿光的上转换发射的调控。     

Na_2SnO_3掺杂TiO_2的结构及对TNT的降解研究

以钛酸丁酯为原料,Na_2SnO_3作为添加剂,通过溶胶-凝胶法制备了锐钛矿型TiO_2晶体,用XRD、FT-IR对催化剂进行了表征.红外光谱表明,Na_2SnO_3掺杂使得TiO_2粒子的晶格振动吸收峰向高波数移动6 cm~(-1),并出现明显的宽化.以含TNT废水为降解对象研究了所制备TiO_2的光催化活性.结果显示,所制备的SnO_3~(2-)掺杂TiO_2具有比P25更高的催化活性,10 h后降解率达到了96% (P25,88%).机制分析认为,SnO_3~(2-)在制备过程中通过热分解产生SnO_2,抑制TiO_2粒子在热处理过程中生长,有利于形成更细小的晶体,同时由于Sn~(4+)离子的影响,使微粒表面缺陷和活性比表面积增加,有利于提高光催化活性.     

柠檬酸螯合法制备BaHfO3:Ce3+纳米材料及其发光特性

通过柠檬酸螯合法合成BaHfO3:Ce3+纳米粉体.采用TG-DTA、XRD、SEM等手段对粉体进行了表征,用荧光光度仪分析样品的激发光谱和发射光谱.结果表明:在CA:EG=1:3的条件下得到干凝胶前驱体,经1050 ℃煅烧2 h,合成出结晶度高、近似球形、粒径尺寸约为40 nm的BaHfO3:Ce3+纳米粉体.Ce3+掺杂浓度为0.9 mol%的BaHfO3:Ce3+样品激发光谱和发射光谱的相对强度最大.激发光谱有两个较宽的谱带,发光峰值分别在393和445 nm波长处最大.样品在393和445 nm的发射光谱都是由两个发光带组成,在530和590 nm波长处存在最大峰值,对应掺杂Ce3+的5d→2F5/2和5d→2F7/2发光跃迁.然而这两条发射光谱有明显不同,这是因为Ce3+离子的4f基态由两个能量差约为2000 cm-1的能级组成.     

燃烧法制备Y2Zr2O7:Tb3+纳米晶及其发光性质研究

以甘氨酸作燃烧剂采用燃烧法制备Y_2Zr_2O_7:Tb~(3+)纳米晶粉末.用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光分光光度计对Y_2Zr_2O_7:Tb~(3+)纳米晶的相结构、形貌和发光性质进行研究.结果表明:所得到的纳米晶粒度均匀、结晶完好,属于立方萤石结构.发光光谱的测试表明:Tb~(3+)呈现其特征绿色发射,最强峰位于542 nm处.Tb~(3+)的掺杂摩尔浓度在0.5%～6%的范围内,3%为最佳掺杂浓度.     

Sr-F共掺杂对AgSnO_2电性能影响的仿真分析

采用第一性原理下的密度泛函理论,通过Materials Studio中的CASTEP模块计算Sr-F共掺杂SnO_2能带结构、态密度、差分电荷密度及电荷布居数,以研究共掺杂对改善AgSnO_2导电性能的影响。结果表明,共掺杂后的材料仍为直接带隙半导体材料;Sr的3d态与F的2p态共同作用于费米能级附近的价带部分,同时F的2p态作用于导带;使得价带顶穿过费米能级,导带底向费米能级处靠近,即禁带宽度减小,载流子由价带激发到导带所需的能量减小,使SnO_2的导电性能得到提高。     

Ce~(3+),Sb~(3+)共激活的亚超细磷光体的微波快速合成和发光特性

首次采用微波辐射法快速合成了亚超细 Ca S:Ce3+ ,Sb3+高效绿色磷光体 ,发现 Ce3+与 Sb3+离子之间存在着能量传递作用 ,且是属于多极子相互作用的共振传递 ,因而 Ce3+对 Ca S:Sb3+的发光有明显的敏化和增强。微波场作用下合成的双掺磷光体的激发峰与发射峰值分别恒定在 2 5 9nm和 5 2 3nm处 ,并没有像传统高温固相合成法那样 ,随掺杂离子浓度的增大而发生红移现象。SEM照片显示 ,采用含不同一价阳离子 (Na+ ,K+ ,NH+ 4)无机盐作助熔剂制得的亚超细 Ca S:Ce3+ ,Sb3+ 磷光体平均粒径为 30 0 nm～ 5 0 0 nm ,但其晶体形貌分别为立方形、球形和团聚状的雪花形 ,其中球形磷光体荧光最强