PbF_2:Gd晶体的发光强度与发光均匀性研究

以Ｘ射线荧光光谱分析为手段,测试了用Ｂｒｉｄｇｍａｎ方法生长的ＰｂＦ２：Ｇｄ晶体中Ｇｄ离子沿生长方向的分布．发现该晶体在Ｘ射线激发下的发光强度与Ｇｄ在ＰｂＦ２晶体中的含量变化均从结晶开始端至结晶结束端逐渐降低,表明ＰｂＦ２：Ｇｄ晶体的发光是不均匀的,这种不均匀性源于Ｇｄ离子在ＰｂＦ２晶体中的分布不均匀性．通过在ＰｂＦ２：Ｇｄ晶体中掺入一定量的碱金属离子,可以比较有效地改善Ｇｄ离子在ＰｂＦ２晶体中的不均匀分布,使晶体的发光均匀性和透光率得到明显提高,其中以Ｎａ离子的均匀化效果为最好．推测Ｎａ离子的作用是消除了ＰｂＦ２：Ｇｄ晶体中因Ｇｄ离子的掺杂而造成的间隙Ｆ离子,从而使晶体中的缺陷浓度大大降低．     

硅基GaN外延层的SIMS及XPS研究

采用真空反应法在硅基上制备出ＧａＮ外延层。利用二次离子质谱和Ｘ射线光电子能谱对ＧａＮ外延层进行了深度剖析和表面分析,结果表明,外延层中Ｇａ和Ｎ分布均匀;在表面处Ｇａ发生了偏聚,外延层中还存在Ｓｉ,Ｏ等杂质,但这些并未影响到ＧａＮ外延层的物相及发生性能,实验还表明,在外延生长前采用原位清洗可去除Ｓｉ衬底表面的氧。     

Pr,R~(3+):SrF_2(R=Y,Gd)激光晶体光谱性能的研究

采用坩埚下降法生长了系列共掺的Pr,Y:SrF_2和Pr,Gd:SrF_2晶体,研究了调剂离子对Pr:SrF_2晶体晶胞参数和光谱性能的影响规律。研究结果表明,掺杂不同种类和浓度的调剂离子可以有效提高晶体的吸收截面和发射强度。同时,调剂离子通过改变晶体内部的团簇构型和发光中心的局域配位结构,使Pr,R~(3+):SrF_2(R=Y,Gd)晶体各峰位的发光强度变化规律不一致:绝大部分峰位发光强度先增加到峰值后减小,极个别变化趋势相反或发光强度基本保持不变。结合晶胞参数和荧光寿命图谱也可以证明调剂离子对晶体内部团簇和局域结构的影响。总之,掺入调剂离子后,Pr:SrF_2晶体的光学性能更优,尤其是共掺入6.0at%Y~(3+)或10.0at%Gd~(3+)后,其光学性能达到最佳。     

聚丙烯酸与聚乙二醇在浓溶液中的复合作用

研究了聚丙烯酸（ＰＡＡ）与聚乙二醇（ＰＥＧ）在浓溶液中的复合作用及影响因素，发现ＰＡＡ－ＰＥＧ在很宽的ＰＨ范围内都存在着复合作用。低ＰＨ时，通过氢键作用的形式进行复合，高ＰＨ时，则通过离子－偶极作用。对ＰＡＡ－ＰＥＧ－盐以及ＰＡＡ－盐复合膜进行了ＤＳＣ和Ｘ射线衍射分析，结果表明，ＰＡＡ与ＰＥＧ进行复合，可以破坏ＰＥＧ的结晶性能。     

Li6Gd(BO3)3:Ce晶体的提拉法生长和闪烁性能

采用提拉法和铂坩埚感应加热技术生长出最大尺寸为直径25mm，长40mm的Li6Gd（BO3）3：Ce晶体，XRD分析表明，生长出的晶体为单一的Li6Gd（BO3）3：Ce相，结构属P21／c空间群．对晶体生长中存在的解理开裂、应力开裂及多晶问题进行了讨论，并从晶体结构的角度解释了（020）完全解理面出现的原因．晶体在380-800nm之间的透过率接近90％，200-380nm之间的吸收是由Ce^3＋离子的4f-5d跃迁和Gd^3＋离子的4f-4f跃迁引起的．不同激发源激发下的发射均显示Ce^3＋离子的双谱峰特征；相比于紫外激发下的发射而言，X射线激发下的发射光谱略有红移．该晶体发光符合单指数衰减模型，衰减时间为30．74ns，在241^Am源的α射线激发下晶体的能量分辨率为28．84％．     

精确测定In_xGa_(1-x)N晶体薄膜中铟含量的卢瑟福背散射法研究

采用金属有机化合物气相淀积法(MOCVD)在蓝宝石上生长InxGa1-xN/Ga N晶体薄膜,Ga N缓冲层的厚度为2.5μm,InxGa1-xN晶体薄膜的厚度大约800 nm,通过光致发光光谱仪测量样品发光峰的峰值,确定铟镓氮晶体薄膜中铟分布的均匀性,取样品均匀性良好的铟镓氮晶片进行卢瑟福背散射实验,每个实验室测量6个样品,两个实验室共同完成,对数据进行分多层精确拟合分析,获得外延层中的xIn,xIn值由多层拟合结果的加权平均值和定值不确定度组成。研究结果表明:采用入射离子4He,能量为2 000 ke V,散射角为165°时,铟镓氮晶片中铟含量(x=20.46%)的相对测量不确定度为2.47%,包含因子k=2。     

RF Plasma MBE生长GaN材料及特性研究

用ＲＦＰｌａｓｍａ ＭＢＥ方法生长出了ＧａＮ 材料,它的Ｘ 射线衍射半峰宽为３３５ 秒,７７Ｋ 下ＰＬ发光峰半峰宽为２２ｍｅＶ,表明了材料具有较高的晶体质量。根据Ｘ射线衍射分析,位错密度约为７ ．３ ×１０８ｃｍ －２ 。用Ｓｉ 作为掺杂剂,所得载流子浓度可覆盖１０１７ － １０１９ｃｍ －３ 的范围。掺Ｓｉ ＧａＮ 的ＰＬ谱表明,Ｓｉ 的引入可提高材料的发光效率。     

Bridgman法生长的PWO晶体的发光特性和透光特性

本文采用改进的Bridgman法，以纯度不低于99．99％的PbO和WO3为原料，生长出无色透明的、大尺寸的PbWO4（PWO）晶体，研究了晶体沿生长方向不同部位的透射光谱及X射线激发的发射光谱特性．发现改进的Bridgman法生长的PWO晶体具有较好的发光均匀性和透光均匀性，其原因主要是改进的Bridgman法采用密封的坩埚，有效地抑制了组份（PbO和WO3）的挥发.     

PbF2：Gd,Eu晶体X射线激发的发射光谱

用脱氧剂非真空环境下、Ｓｔｏｃｋｂａｒｇｅｒ方法生长未掺和掺钆和铕的、浓度范围在０．１￣０．２ｗｔ％的ＰｂＦ２：β晶体。本文报导Ｘ射线激发ＰｂＦ２：Ｇｄ晶体的Ｇｄ＾３＋发射。揭示了分别来自＾６Ｐ和＾６Ｉ多重态３１２．５和２７７．４ｎｍ发射带，而＾６Ｄ→＾８Ｓ发射被点阵再吸收。＾６Ｉ的发射强度低于＾６Ｐ，说明＾６Ｐ能级优先占据。室温下以Ｘ射线激发在３６８．９和８１４．５ｎｍ之间观察到１４条Ｅｕ＾３＋     

钨酸铅(PbWO4)晶体的发光均匀性研究

通过对下降法生长的全尺寸钨酸铅（PbWO4）晶体沿长轴方向不同点的透过率和光产额的测量、分段晶体的透过率和光产额的测量,研究了钨酸铅晶体的发光均匀性及其影响因素。结果表明：钨酸铅晶体发光均匀性主要由生长后期的钨酸铅晶体质量所决定,采用晶种为大头的加工取向有利于提高钨酸铅晶体的发光均匀性。     

Nd:GdxY1-xCa4O(BO3)3晶体的生长及其光谱性能研究

利用熔体提拉法生长了大尺寸,高质量的新型激光自倍频晶体Nd:GdxY1-x(Ca4O(BO3)3(简称Nd:GdYCOB),对Nd:GdYCOB晶体的XRD衍射图进行指标化,得到它的晶胞参数为a=8.080A;b=16.016A;c=3.538A,β＝101．18,μ＝491．1A3,对取自不同部位的晶体粉末进行ICP原子发射光 分析表明晶体整体组份均匀一致,根据熔体和晶体粉末的ICP数据计算,Nd:GdYCOB晶体中Nd3 的分凝系数为0．63,首次报道了Nd:GdYCOB晶体200－3000nm室温透过光谱和室温荧光光谱及荧光寿命,室温透过光谱表明Nd:GdYCOB晶体的紫外吸收边在－220nm,具有很宽的透光波段（－220－2700nm);Nd:GdYCOB晶体在800nm附近存在很强的吸收,适合于LD泵汪,为光光谱表明Nd:GdYCOB晶体是一种很有潜力的RGB（red,green,blue)激光自倍频晶体,掺杂4％,5％ Nd:GdYCOB晶体的荧光寿命分别为105us和100us。     

Green emission enhancement of Ba2SiO4:Eu2+ phosphor via Gd co-doping and charge compensation

A series of new green-emitting Ba_2?x?2ySiO₄:xEu²⁺, yGd³⁺, yR⁺ (R = Li, Na or K) phosphors were synthesized by the solid-reaction method. X-ray diffraction (XRD) and fluorescence spectrophotometer are utilized to characterize the crystal structure and luminescence properties of the as-synthesized phosphors, respectively. The XRD patterns reveal that the doping of Gd³⁺, Eu²⁺ and R⁺ ions have no significant influence on the Ba₂SiO₄ phase. The green emission of Eu²⁺ ion associated with 4f⁶5d¹ → 4f⁷ can be obtained by 396 nm UV excitation source, which match well with the emission wavelength of UV-LEDs chip (380–420 nm). Moreover, the effect of charge compensator ions (Li⁺, Na⁺ or K⁺) on the luminescence intensity of (Ba, Gd)₂SiO₄:Eu²⁺ phosphors were also investigated. When introducing the Li⁺ ions into the (Ba, Gd)₂SiO₄ host lattices, the as-prepared phosphors show the strongest emission. The emission intensity of Ba_1.95SiO₄:0.04Eu²⁺, 0.005Gd³⁺, 0.005Li⁺ is about 1.39 times than that of Ba_1.96SiO₄:0.04Eu²⁺. Furthermore, the mechanism of energy transfer and concentration quenching of Ba_1.982?xSiO₄:xEu²⁺, 0.009Gd³⁺, 0.009Li⁺ phosphors are also discussed.     

溶胶-冷冻法制备纳米Gd2O3:Eu3+发光材料

采用溶胶-冷冻法合成了粒径为20nm左右的近似于球形的Gd2O3：Eu^3＋发光材料.XRD和FTIR分析表明：所合成的前驱体样品为带有结晶水的晶态氢氧化物,经过热处理后得到了立方相的Gd2O3.荧光光谱测试表明：所合成的样品具有良好的Eu^3＋特征红光发射,Gd^3＋到Eu^3＋之间具有有效的能量传递过程.随着灼烧温度的升高,发射峰和激发峰的强度有所增强,荧光寿命变长,这是由于热处理温度升高,晶体生长变好,表面缺陷减少,使表面的猝灭中心减少,从而提高了荧光强度和荧光寿命.     

新型非线性光学晶体Ca4RO(BO3)3的研究进展

作为新型非线性光学材料,钙－稀土硼酸盐晶体Ｃａ４ＲＯ（ＢＯ３）３（Ｒ－Ｌａ＾３＋、Ｎｄ＾３＋、Ｓｍ＾３＋、Ｇｄ＾３＋、Ｙ＾３＋、Ｅｒ＾３＋、Ｔｂ＾３＋、Ｌｕ＾３＋）近来引起了广泛的重视,该系列晶体属非中心对称的单斜晶系,空间群Ｃｍ。本文综术字上述晶体的结构和生长研究的进展,总结了晶体的线性光学／非线性光学性能以及要晶体的激光自倍频性能,指出这些晶体在非线性光学领域潜在的应用前景。     

溶胶-凝胶法合成Y3Al5O12:Ce3+,Tb3+稀土荧光粉的研究

采用溶胶-凝胶法在低温下合成了Y3Al5O12:0.08Ce^3 ,0.12Tb^3 稀土荧光粉。通过X射线衍射（XRD）分析及激发、发射光谱测试结果表明：合成的粉末为YAG晶体结构,粉体的最大激发峰为273nm,最大发射峰为545nm,色坐标为：x=0.331,y=0.558,在273nm的紫外光激发下发出明亮的绿光。     

SiO2气凝胶薄膜中Eu3+离子的跃迁

利用溶胶-凝胶法制得了Eu3+掺杂SiO2气凝胶薄膜,并对其发光及跃迁性质进行了研究.使用原子力显微镜对样品的型貌结构做了观测,采用XRD和IR对所得样品的结构进行了研究,测量了样品的激发—发射光谱、吸收光谱和时间分辨光谱.通过Judd--Ofelt理论计算了Eu3+的5D0的辐射跃迁几率,并根据时间分辨光谱研究了5D1的无辐射跃迁几率及弛豫性质.虽然结果与掺Eu3+的体硅玻璃没有很大差别,但可通过此简易低温的方法制得掺稀土离子的良好薄膜,这对得到具有轻质玻璃性质的发光薄膜展示了广阔应用前景.     

Lu2O3:Yb3+, Ho3+纳米粉体的发光性能研究

采用共沉淀工艺合成了Yb3 离子和Ho3 离子共掺杂的Lu2O3纳米粉体,研究了粉体的斯托克斯(Stokes)和反斯托克斯(Anti-Stokes)发光特性以及煅烧温度对粉体发光性能的影响.在氙灯447.5nm和半导体激光器980nm激发下样品均发射出明亮的绿光,观察到了不同Ho3 离子浓度掺杂的纳米粉体的浓度淬灭现象.发射强度与激发功率的关系表明Anti-Stokes发光是双光子过程,能量转移是主要的上转换机制.Ho3 离子的5F4,5S2能级在不同波长激发下的衰减时间也证实了浓度淬灭及能量转移现象.     

酸催化溶胶-凝胶法Eu2+、Gd3+共掺杂TiO2的制备及光催化活性

采用酸催化溶胶-凝胶法制备了Gd³⁺、Eu²⁺两种稀土金属离子混合掺杂的复合TiO₂光催化剂, 通过TEM、XRD、UV-Vis等分析手段对产物进 行了表征, 结果表明: 样品均呈锐钛矿型结构, 颗粒尺寸的变化只与掺杂离子总量有关, 掺杂量为1.0%时达最小值; 一定比例Eu²⁺、Gd³⁺的混合掺杂, 能增强可见光范围内光响应. 以甲基橙为目标降解物研究了不同比例Eu²⁺、Gd³⁺混合掺杂对纳米二氧化钛光催化活性的影响, Gd³⁺、Eu²⁺适合掺杂量范围分别为0.1%～1.0%和0.5%～1.5%. Eu²⁺、Gd³⁺混和掺入TiO₂光催化剂中产生协同效应, 探讨了Eu²⁺和Gd³⁺与TiO₂之间的相互作用, 讨论了光催化活性与催化剂性质的关系.     

Ti:Fe:LiNbO3晶体的生长及其光折变性能的研究

采用熔体提拉法生长了不同掺杂浓度的Ti：Fe：LiNbO₃晶体．研究了掺杂杂质离子浓度变化对晶体光折变性能的影响，测定了晶体经热化学还原处理前后的透射谱．用ESR方法证实，未经还原处理时，Ti：Fe：LiNbO₃晶体中Ti离子以Ti⁴⁺形式存在．与Fe：LiNbO₃和Ti：LiNbO₃相比，Ti、Fe复合掺杂，通过电荷补偿效应，使未经还原处理的晶体中Fe²⁺增加，从而使光吸收增强；可以通过改变Ti、Fe掺杂浓度的方法来控制晶体中Fe²⁺离子的浓度，达到控制并改善晶体光折变性能的目的．本文还对Ti：Fe：LiNbO₃晶体的全息性能进行了研究，测得Ti：Fe：LiNbO₃晶体响应时间缩短，衍射效率高达90％以上．Ti：Fe：LiNbO₃晶体是一种优质的光折变材料．