Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维的制备与表征

采用溶胶-凝胶法与静电纺丝技术相结合制备了PVA/[Gd(NO3)3+Yb(NO3)3+Er(NO3)3]复合纳米纤维,将其进行热处理,得到Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.采用XRD、SEM、TG-DTA、FTIR和荧光光谱对样品进行了表征.结果表明:复合纳米纤维为无定型,Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维属于体心立方晶系,空间群为Ia3.复合纳米纤维的平均直径约为140nm,经过600℃焙烧后,获得了直径约60nm的Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.当焙烧温度高于600℃时,复合纳米纤维中水分、有机物和硝酸盐分解挥发完毕,样品不再失重,总失重率为81%.复合纳米纤维的红外光谱与纯PVA的红外光谱一致,600℃以上时,生成了Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.该纤维在980nm激光激发下发射出中心波长为522nm、560nm的绿色和659nm的红色上转换荧光,对应于Er3+离子的2H11/2/4S3/2→4Il5/2跃迁和4F9/2→4Il5/2跃迁.在Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维形成过程中,PVA分子起到了导向模板作用.PVA/[Gd(NO3)3+Yb(NO3)3+Er(NO3)3]复合纳米纤维在热处理过程中,PVA分解挥发,稀土硝酸盐分解并氧化生成Gd2O3:Yb3+,Er3+纳米颗粒,这些纳米颗粒相互联结起来形成了Gd2O3:Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.     

Eu~(3+),Tb~(3+)共掺杂NaY(MoO_4)_2材料的制备及发光性能研究

采用水热法制备出NaY(MoO4)2:Eu3+,Tb3+下转换发光材料。通过X射线粉末衍射、红外光谱、荧光激发和发射光谱对其进行表征。讨论了不同反应温度及Eu3+掺杂浓度对NaY(MoO4)2:Eu3+,Tb3+的晶体结构和发光性能的影响,得到水热温度为180℃及Eu3+浓度为摩尔分数0.7%时,样品具有最佳的发光效果。在395nm光激发下,观察到了591nm处橙光发射峰以及616nm处强红光发射峰,分别对应于Eu3+的5D0→7F1和5D0→7F2跃迁。并研究了NaY(MoO4)2:Eu3+,Tb3+材料中Tb3+对Eu3+的敏化作用及能量传递过程。     

基于多种敏感膜的多参数细胞微生理计研究

基于对多种离子敏感膜的研究,结合微透镜阵列,设计了一种基于光寻址电位传感器(LAPS)的新型多参数微生理计,实现同时并行检测H+,Na+,K+,Ca2+等多种不同离子。已经测得H+,K+,Ca2+-敏LAPS的灵敏度分别达到50mV/pH,43mV/pK以及25mV/pCa,线性度良好。     

NaGdF4:Er3+,Tm3+,Yb3+发光粉的制备及上转换白光发射

采用水热法制备了系列掺杂不同Yb3+浓度的NaGdF4:Er3+,Tm3+,Yb3+上转换发光粉,并对其结构和上转换发光性能进行了表征。X射线衍射(XRD)研究结果表明,所有样品均为六方结构NaGdF4。Yb3+的浓度对NaGdF4晶相的面间距有少许影响。在980nm红外光激发下,NaGdF4:Er3+,Tm3+,Yb3+发光粉上转换光谱显示绿光、红光和蓝光发射,它们分别来自于Er3+的2H11/2,4S3/2→4I15/2跃迁发射、4F9/2→4I15/2跃迁发射,Tm3+的1G4→3H6跃迁发射。NaGdF4:Er3+,Tm3+,Yb3+发光粉的绿光与红光、蓝光与红光发射的相对强度受Yb3+浓度的影响。讨论了可能的上转换发光机制。在980nm红外光激发下,NaGdF4:0.05%Er3+,0.3%Tm3+,50%Yb3+发光粉显示亮白光,其色坐标为(0.342,0.331)。上转换白光发射可通过调控NaGdF4:Tm3+,Er3+,Yb3+发光粉中Yb3+掺杂浓度获得。     

新型红色荧光粉Ca_(0.5)Sr_(0.5)MoO_4:Sm~(3+)的制备及光学性能

为了得到发光效率较好的长波长红色荧光粉,采用高温固相法成功地合成了适合紫外激发的红色荧光粉Ca0.5-x Sr0.5MoO4:xSm3+,研究了其晶体结构和发光性质。X射线衍射(XRD)测量结果显示,制备的样品为纯相Ca0.5Sr0.5MoO4晶体。其激发光谱包括一个宽带峰和一系列尖峰,通过不同波长激发的发射谱和与Ca0.5-x Sr0.5MoO4:xEu3+的发射谱比较分析得出激发宽带为最有效激发带,归属于Mo6+-O2-的电荷迁移跃迁。在275nm的激发下,发射峰由峰值为564nm(4 G5/2→6 H5/2)、606nm(4 G5/2→6 H7/2)、647nm(4 G5/2→6 H9/2)、707nm(4 G5/2→6 H11/2)的4个峰组成,最大发射峰位于647nm处,呈现红光发射。Sm3+掺杂高于6%时Ca0.5-x Sr0.5MoO4:xSm3+出现浓度猝灭,分析表明,其猝灭机理是最邻近离子间的能量传递。同时,添加电荷补偿剂可增强材料的发射强度,以添加Na+的效果最明显。     

白光LED用红色荧光粉Sr0.7Ca0.3－2xMoO4:Eux3+Nax+的制备及发光性能研究

采用高温固相法合成白光LED用红色荧光粉Sr0.7Ca0.3-2 xMoO4Eux3+Nax+,对样品分别进行X射线衍射(XRD)分析和荧光光谱的测定,讨论了不同掺杂量下合成的荧光粉的发光性质。XRD图谱分析表明,在1 000℃下灼烧9h得到的样品为纯相的SrMoO4。研究结果表明,制备的Sr0.7Ca0.3-2 xMoO4:Eux3+Nax+荧光粉可以被近紫外光(393nm)和蓝光(464nm)有效激发;发射光谱中,在波长在611nm和615nm处有很强的发射峰,其中最强发射峰位于615nm左右,与Eu3+的5D0→7F2跃迁对应。进一步探讨Na+和Eu3+掺杂浓度对发光强度的影响,得出Sr0.7Ca0.3-2 x MoO4:Eux3+Nax+样品的发光强度比SrMoO4:Eu3+Na+增强,当掺杂量x=0.07时,Sr0.7Ca0.3-2 x MoO4:Eux3+Nax+样品在波长614nm处发光强度最强。最后测试计算样品在393nm紫外激发下的色坐标,当Eu3+和Na+的掺杂量x=0.02时,样品红色显示最强。研究结果表明,所合成的红色荧光粉Sr0.7Ca0.3-2 xMoO4:Eux3+Nax+新型红色荧光粉适合在白光LED中应用。     

电镜技术解析出30nm染色质的双螺旋结构

正2014年4月25日,中国科学院生物物理研究所朱平研究员和李国红研究员课题组在美国Science杂志上,以研究论文(Research Article)形式发表了题为"Cryo-EM study of the chromatin fiber reveals a double helix twisted by tetranucleosomal units"的学术论文,解析了30 nm染色质纤维的三维结构,提出了"左手双螺旋结构"模型。这一重大发现,受到国内外学者的密切关注。1一道憋了30年的难题DNA是细胞中遗传物质的载体,它究竟以什么     

Ho3+掺杂Al2O3粉体、薄膜的结构及其发光性能

采用高能球磨法及脉冲激光沉积法(PLD)分别制备了不同浓度的Ho3+∶Al2O3纳米粉体及薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、分光光度计、荧光光谱仪等分析手段研究了Ho3+离子掺杂对Al2O3结构及发光性能的影响。XRD图谱显示粉体样品为六方α-Al2O3结构,薄膜样品为体立方γ-Al2O3结构。1wt%Ho3+掺杂的Al2O3纳米粉体在454nm、540nm附近出现由Ho3+离子能级跃迁引起的吸收峰。采用579nm的激发光源对样品进行荧光光谱检测,发现两种样品在466～492nm波段均出现F+心所引起的缺陷发光峰,且发光峰的强度随Ho3+浓度的增加而增强。     

B位取代钛酸铋钠基压电陶瓷的结构与性能

采用传统固相反应制备出了0.80Na0.5Bi0.5TiO3-0.20K0.5Bi0.5TiO3(NKBT)基无铅压电陶瓷材料,研究了高化合价离子(Sb5+, Nb5+,W6+) B位掺杂对NKBT基无铅压电陶瓷结构与性能的影响.结果表明,掺杂等量Sb3+、Nb5+和W6+后,NKBT基陶瓷的主晶相仍然为钙钛矿相结构,其中掺杂Sb5+和Nb5+时,陶瓷中分别出现少量Sb6O13和Nb2O5相.掺杂离子的相对原子质量越大,陶瓷的压电常数d33越大.W6+为最优掺杂离子.不同W6+含量的NKBT陶瓷的主晶相均为钙钛矿相,当W6+摩尔分数为8%时,出现焦绿石相Bi14W2O27.W6+的固然极限为4%.随着W6+摩尔分数的增加,材料的介电常数εr、d33及居里温度TC减小,介电损耗tan δ增加.当W6+的摩尔分数为1%时,陶瓷的性能达到最佳,其d33、εr、tan δ、TC分别为123 pC/N,1 352、0.042 9,318 ℃.     

ZnS∶Mn/PVA复合纳米纤维的制备及性能分析

采用绿色化学方法、通过使用对环境友好无危害的橄榄油,结合静电纺丝技术,成功制备了ZnS∶Mn/PVA复合纳米纤维。通过扫描电镜和X射线衍射对复合纳米纤维结构进行表征,通过光致发光研究了复合纳米纤维的光学性质。扫描电镜结果表明ZnS∶Mn/PVA复合纳米纤维的直径约为300 nm,X射线衍射仪结果显示ZnS∶Mn/PVA复合纳米纤维具有ZnS立方闪锌矿结构。光致发光光谱表明ZnS∶Mn/PVA复合纳米纤维在590 nm处具有较强的尖锐发射峰,实现了Mn2+的特征发射。ZnS∶Mn/PVA复合纳米材料是一种非常好的发光材料,有望在光电领域得到应用。     

应用免疫胶体金技术对核骨架-Lamina-中间纤维体系标记定性

用选择性系列抽提技术与整装制样方法相结合,清晰地显示了Hela细胞与BHK_(-21)细胞的核骨架—Lamina—中间纤维结构体系。在此基础上,用电镜免疫胶体金标记技术对这一精细结构体系的成份分别进行定性研究,实验结果说明:Hela细胞与BHK_(-21)细胞核骨架纤维均能被298KD的核骨架蛋白单抗—金颗粒标记,它们的Lamina均被LaminA单抗—金颗粒标记,Hela细胞的中间纤维既能被角蛋白单抗又能被波形蛋白单抗—金颗粒所标记,而BHk_(-21)细胞的中间纤维却只能被波形蛋白单抗—金颗粒标记,不能被角蛋白单抗—金颗粒标记,但BHK_(-21)细胞的Lamina却与角蛋白单抗有交叉反应。将核骨架—Lamina—中间纤维体系的精细结构与其蛋白成份的定性同时准确地显示出来,至今尚未见过报导。     

Yb∶YAG激光晶体的高温退火和高浓度掺杂效应

测定了提拉法生长的不同掺杂浓度的Yb∶YAG晶体从紫外到近红外区的吸收光谱 ,发现高温氧化气氛退火后原先可见光区色心宽带吸收消失的同时 ,在紫外区出现新的吸收带 ,并通过色心的转化对这一现象进行了解释。在紫外区和近红外区吸收光谱中 ,发现随掺杂浓度的升高 2 2 0nm和 94 0nm附近的吸收带的位置略有移动 ,提出是由于Yb3+ 离子掺杂引起的晶格结构畸变导致了Yb∶YAG晶体光谱性质的改变。通过X射线衍射对不同掺杂浓度Yb∶YAG晶体晶胞参数的测定 ,证实高的掺杂浓度导致Yb∶YAG晶体发生较大的晶格畸变。在不同掺杂浓度Yb∶YAG晶体的激光实验中 ,观察到Yb3+ 离子掺杂浓度影响晶体的激光性能     

氩离子激光泵浦的掺钛宝石激光器研究

本文报导用氩离子激光连续泵浦的掺钛宝石(Ti~(3+),Al_2O_3)可调谐固体激光器的实验结果。泵浦光为全谱线,基模,激光器采用消象散的折叠谐振腔结构,获得基模激光输出功率0.67W,效率大于10.8％,可调谐范围为735nm～900nm。     

共掺杂LiGa5O8∶Cr3+长余辉材料的制备及发光特性

采用高温固相反应法制备了Si4+、Ge4+和Sn4+离子掺杂的LiGa5O8∶Cr3+长余辉材料,系统研究了掺杂对LiGa5O8∶Cr3+光致发光和长余辉性能的影响。实验结果表明,所制备的系列材料能产生650800nm的近红外余辉发射,主发射峰位于717nm,来源于Cr3+离子的2E→4A2特征跃迁,与未进行掺杂的样品相比,掺杂Si 4+、Ge4+和Sn4+离子的LiGa5O8∶Cr3+余辉发光强度均得到增强,余辉性能显著改善。热释光测试结果表明,Si 4+、Ge4+和Sn4+离子掺入主要提高了LiGa5O8∶Cr3+的陷阱浓度,且使得有效陷阱的数量增加,从而改善了LiGa5O8∶Cr3+的余辉性能。     

真核细胞染色质结构的电镜观察以及ESI技术在分析染色质结构中的应用

在电镜下观察了大鼠肝细胞核和鸭红细胞核的核小体、30nm纤维和放射环等染色质结构。应用电子能量损失谱成像技术(ESI)对染色质中DNA的磷元素进行了分析,在现有实验条件下,我们可以探测到一个核小体内的300个左右的磷原子,从而显示了核小体内DNA的分布。     

Tb3+-Yb3+离子对的近红外量子剪裁进展研究

近红外量子剪裁能够有效地提高硅太阳能电池的效率。稀土元素种类繁多,能级丰富,常被用于制作近红外量子剪裁发光材料。研究者们用适当的方法制成发光材料之后,测量材料的吸收光谱,激发光谱和发射光谱。根据这些数据计算得到材料的量子效率。其中Tb3+-Yb3+离子对备受关注。Tb3+吸收紫外-可见光,通过协同能量传递把能量传递给Yb3+离子。Yb3+离子跃迁辐射出1000nm左右的近红外光。该波段的光子能够被硅太阳能电池吸收利用。Tb3+-Yb3+离子对在不同掺杂浓度,不同基质中得到的量子效率不同。     

YAlO3∶Eu3+发光纳米纤维的制备与表征

采用静电纺丝技术制备了聚乙烯吡咯烷酮PVP/[Y(NO3)3+Al(NO3)3+Eu(NO3)3]复合纤维,将其进行热处理,得到了YAlO3:Eu3+发光纳米纤维。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱等技术对样品进行了表征。PVP/[Y(NO3)3+Al(NO3)3+Eu(NO3)3]复合纤维经1200℃焙烧2h后,获得了YAlO3:Eu3+纳米纤维,属于正交晶系,空间群为Pnma。用Shapiro-Wilk方法检验了纤维直径分布情况,在95%的置信度下,纤维直径属于正态分布。PVP/[Y(NO3)3+Al(NO3)3+Eu(NO3)3]复合纤维表面光滑,纤维分散性较好,有很好的长径比,尺寸均一,平均直径为(152.9±26.0)nm;YAlO3:Eu3+纳米纤维的平均直径为(106.7±20.2)nm。在234nm的紫外光激发下,YAlO3:Eu3+纳米纤维的主要发射峰位于590nm和609nm处,分别属于Eu3+的5 D0→7F1跃迁和5 D0→7F2跃迁,Eu3+掺杂离子浓度对YAlO3:Eu3+发射峰的峰型与位置均没有影响,当Eu3+掺杂离子浓度为5%时,YAlO3:Eu3+纳米纤维发光最强。     

钠钨青铜的制备与电子显微学表征

利用简单加热的方法合成了具有通道结构的钠钨青铜材料.通过X射线衍射学和电子显微学分析确定了三种产物分别是Na2 W4 O13、Na5 W14 O44和伪六角的Nax WO3+y.基于Na5 W14 O44和Nax WO3+y之间的结构关系,NaxWO3+y首次被确定为具有三斜结构的相(晶胞参数:aI I=0.7274 nm,bI I=0.7291 nm,cI I=11.031 nm,αI I=90.71°,βI I=90.69°,γI I=119.65°).研究结果为钠离子电池中新型电极材料的制备提供参考.     

纤维结构对静电纺丝辐射制冷材料可见光-红外光学性能的影响

采用静电纺丝法制备一种具有日间辐射制冷功能的PEO纤维膜。系统地探究了PEO浓度、直流电压、针头尺寸等工艺参数对PEO纤维直径和孔隙结构的影响,并对其可见光、红外光学性能进行了表征。结果表明：通过对PEO浓度、直流电压、针头尺寸等静电纺丝工艺参数进行系统优化,可将PEO纳米纤维的内部结构尺寸控制在390～920 nm范围内。PEO纳米纤维的可见光-近红外反射率对其结构参数变化较为敏感,在相同纤维膜厚度的情况下,纤维的平均直径可由920 nm减小到390 nm,孔隙率随之增大,可见光-近红外反射率可提高近5%。而纤维结构对热红外发射率的影响不明显,其主要影响因素为纤维厚度,将纤维厚度从12μm增加到25μm,大气窗口波段(8～13μm)的发射率增加了40%。基于纤维结构对不同波长辐射的选择性传输特性,研制了一种具有双层结构的柔性静电纺丝纤维材料,实现了对太阳光高反射、对热红外光高发射的特殊光学效应,达到了较好的辐射制冷效果。     

Eu3+,Li+共掺杂ZnO薄膜结构与发光性质的研究

为了研究Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜结构与发光性质,采用脉冲激光沉积方法在P型单晶Si（111）衬底上制备了Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜,其中,Eu3+作为发光中心,而Li+作为低价电荷的补偿离子和发光敏化剂。分别对样品进行了X射线衍射谱测试和光致发光谱分析。得出的数据中X射线衍射谱显示,Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜具有c轴择优取向,X射线衍射谱中除ZnO晶向以外没有出现其它结晶峰;Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜的光致发光谱与ZnO纯晶体薄膜的发射光谱基本相似,但是掺杂ZnO薄膜的紫外发光峰却出现红移现象,峰值位于382nm处,且发光峰也不尖锐。当以395nm的激发光照射样品时,在光致发光光谱中观察到了稀土Eu3+在594nm,613nm附近的特征发光峰。结果表明,掺杂元素Eu3+,Li+均已进入到ZnO晶格中,形成了以Eu3+为发光中心的ZnO纤锌矿结构。