Ag纳米颗粒对Er3+/Yb3+共掺铋锗酸盐玻璃上转换发光性能的影响

采用熔融退火法制备了Er³⁺/Yb³⁺共 掺复合银(Ag)纳米颗粒的铋锗酸盐玻璃,对玻璃样品 进行物理性质、透射电镜(TEM)图像和光谱性能测试,分析了铋锗酸盐玻璃样品中Er³⁺的上转换 发光机理。研究表明:随着退火温度的增加,Ag纳米颗粒不断析出,绿光(527nm波长 )和红光(661nm波长)发光强度都得到了较大增强,在420℃时,上转换发光强度分别为未掺 杂AgCl时的4.45和4.22倍。其上转换发光增强的原因归结于Ag 纳米颗粒表面等离子体共振(SPR)导致局域场电场增强和Ag⁰→Er³⁺的能量转移。     

热处理对掺Er3+碲酸盐玻璃近红外发光性能的影响

采用高温熔融冷却法和原位受控析晶法,制备了两 种Er³⁺掺杂碲酸盐玻璃及微晶玻璃。对比研究了其析晶 性能及近红外发光性能;计算了Er³⁺在玻璃与微晶玻璃中的J-O强度参数、自发辐射 概率、荧光分支比和 荧光辐射寿命;在980nm波长泵浦源下测量样品的荧光光谱,计算荧 光有效线宽、峰值受激发射截面。结果发现, 采用合理的析晶热处理制度,可以获得透明度高的Er³⁺掺杂碲酸盐微晶玻璃;析 晶热处理能够有效地提高 Er³⁺在近红外波段的发光效率和拓宽其有效发光带宽;Er³⁺掺杂85TeO₂- 10TiO₂-5La₂O₃(TTL)碲酸盐微晶玻璃较78TeO₂-17ZnF₂-5Bi₂O₃(TZBF)碲酸盐微晶玻璃在1.55μm波段增益性能更好,有望在光纤放 大器中得到应用。     

Gd2O3:Yb3+,Er3+纳米粉体的水热合成及上转换发光研究

采用Gd₂O₃,Yb₂O₃,Er₂O₃,HNO₃,CO(NH₂)₂和C ₁₂H₂₅SO₄Na为实验原料,通过水热法合成了纳米Gd₂O₃:Yb³⁺,Er ³⁺上转换发光粉体。通过X射线衍射(XRD )、差示扫描量热 -热重分析(DSC-TGA )、傅里叶变换红外光谱(FT-IR ) 、透射电子显微镜(TEM )和 上转换发射光谱(UCL )等对样品进行表征。研究结果表明:CO(NH₂)₂与Gd ³⁺ 离子的摩尔比m影响前驱体的组成,当m=4时,前驱体是由晶态的 Gd₂(CO₃)₃·xH₂O构成。该 前驱体在空气气氛下800℃煅烧2h可获得单相的Gd₂O₃纳米粉体 ,粉体呈近球状,平均粒 径约为30～40nm。上转换发光光谱表明,在980nm波长红外光激发下,Gd₂O₃:Yb³⁺,Er³⁺的主发射峰 位于664nm波长处,呈红光发射,对应于Er³⁺的 ⁴F9/2→⁴I15/2跃迁。在波长为539 nm和562nm附近呈现绿光发射,分别对应于Er³⁺的²H11/2→⁴I15/2和⁴S3/2→⁴I15/2跃迁。Er³⁺的猝 灭浓度为1%。800℃煅烧合成的Gd₂O₃:Yb³⁺,Er³⁺ 纳米粉体的上转换发光机制为双光子模型, 而1200℃煅烧合成的Gd₂O₃:Yb³⁺,E r³⁺纳米粉体的上转换发光机制则为三光子模型。     

YPO4:Dy3+,Eu3+荧光粉的水热合成及白光发射

采用水热法,合成了YPO₄:xDy³⁺,0.06Eu³⁺系列荧光粉。通过X射线衍射(XRD )、扫 描电子显微镜(SEM)、电子散射能谱(EDS)、光致发光(PL)谱和长余辉光谱,分别对样品的物 相、结构和PL进行了表征。 XRD检测表明,合成的样品属四方晶系;荧光光谱测试表明,在234nm紫外光激发下, YPO₄:xDy³⁺,0.06Eu³⁺的 发射光谱呈现Eu3+ 的⁵D₀→⁷F₁(592nm,橙光)和 ⁵D₀→ ⁷F₂(618nm,红光) 的发光峰;而在354nm的激发波长下,YPO₄:0.06Dy³⁺,0.06Eu³⁺的发射光谱 呈现Dy³⁺的4F9/2→⁶H15/2(486nm、蓝 光)和⁴F9/2→⁶H13/2(575nm、黄光)的发光 峰,以及Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₁(592nm、 橙光)和⁵D₀→⁷F₂(619nm、红光 )的发光峰。对荧光 衰减谱的双参数拟合证实了Dy³⁺→Eu³⁺能量 传递的存在。色坐标图显示,在234nm紫外光激发下,YPO₄:0.05Dy ³⁺,0.06Eu3+ 是很好的近紫外光激发下的白色荧光粉。     

Er3+,Yb3+:glass/Co2+:MgAl2O4复合材料LD泵浦被动调Q微型激光器

报道了一种应用于激光测距的Er³⁺,Yb³⁺:glass/Co²⁺:MgAl₂O₄复合材料LD泵浦的被动调Q微型激光器。 采用玻璃与晶体复合技术,将增益介质Er3＋/Yb3＋共掺 磷酸盐玻璃和被动调Q可饱和 Co²⁺:MgAl₂O₄晶体进行了光学热复合,复合材料会降低增益介质内部的温度梯度 ,使热焦距变长,模体积 增加,激光光束质量提高;另外,复合材料使腔内损耗减小,腔内的粒子数密度提高,脉宽 变窄,输出能 量增加,从而激光器性能得到提高。在重复频率为10Hz情况下,采 用中心波长为940nm的单管LD作为泵 浦源,获得单脉冲能量为210μJ、脉冲宽度为2.8ns,峰值功率大于70kW的波长为1.5 μm的被动调Q激光输出,光束质量为1.2     

红色荧光粉YF3:Eu3+,Gd3+的制备及发光性能

采用水热法合成了YF₃:xEu³⁺和YF₃:0.14Eu³⁺,0.08Gd³⁺系列荧光粉。通过X射线衍 射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(EDS)、光致发光(PL)和长余辉光谱分别对样品的物相、 结构、形貌、 表面元素、PL和荧光寿命进行了表征。XRD检测表明,合成的样品属正交晶系。ED数据验 证了合成样品的表面元素组分。PL光谱测试表明,YF₃:xE u³⁺的激发光谱由200～300nm的宽带和Eu³⁺ 的系列窄带激发峰组成,YF₃:0.14Eu³⁺,0.08Gd³⁺的 激发光谱由200～300n m的宽带和Eu³⁺,Gd³⁺的系列窄带 激发峰组成。在319nm紫外光激发下,测得YF₃:xEu³⁺ 材料的发射光谱为一个多峰谱,主峰位于593,3nm。 当Eu³⁺掺杂物质的量的浓度大于14%时,出现了浓度猝灭现象。在319nm紫外光激发下,YF₃:0.14Eu³⁺, 0.08Gd³⁺的发射光谱出现Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₁ (593nm,橙光)、⁵D₀→⁷F₂(613nm,红光)跃迁发光峰,此时,Gd³⁺ 的掺杂能增强Eu³⁺的发光。通过色坐标分析可知,当激发波长为374nm时,YF₃: 0.14Eu³⁺的色坐标为 (0.337,0.239),是很好的红色发光粉。对YF ₃:xEu³⁺和YF₃:0.14Eu3+ ,0.08G d³⁺的荧光衰减曲线的拟合证实,存在Gd³⁺→Eu³⁺的能量传递。     

Ca3Y2(Si3O9)2:Tb3+绿色荧光粉的光谱特性

采用高温固相法制备了Ca₃Y₂(Si₃O₉)₂: Tb³⁺绿色荧光粉,研究了材料的光学性能。X 射线衍射(XRD)结果显示,掺杂少量的Tb³⁺,并未影响Ca₃Y₂(Si₃O₉)₂材料 的晶相结构。Ca₃Y₂(Si₃O₉)₂:Tb³⁺ 荧光粉的激发光谱由较强的4f^75d1宽带吸收(200～300 nm )和较弱的4f-4f电子跃迁吸收 (300～500 nm)构成,主激发峰位于236nm。取波长分别为236、376和482nm的光 作为激发源时,发现样品的主发射峰均位于544 nm,对应Tb³⁺的⁵D 4→⁷F₅跃迁发射。以236nm 紫外光作为激发源,监测544nm主发射峰,随Tb³⁺浓度 的增大,Ca₃Y₂(Si ₃O₉)₂:Tb³⁺的荧光寿命逐渐减小,但在实验范围内并未出现浓度猝灭现象。     

YPO4:Ce3+，Tb3+反蛋白石光子晶体的制备及其发光性能的研究

本研究通过自组装法制备得到YPO₄:Ce³⁺ ,Tb³⁺ 反蛋白石光子晶体。对不同光子带隙的YPO₄:Ce³⁺,Tb³⁺的发光光谱进行研 究,可以明显的看出,反蛋白石光子晶体对⁵D₄-⁷F₅跃 迁相对于参考样品有了很明显的抑制。通过不同Tb³⁺离子掺杂浓度对发射光谱和浓度 淬 灭的研究,得出随着Tb³⁺离子浓度的不断增加其Tb³⁺离子的⁵D ₃－⁷FJ和⁵D₄－⁷FJ窄带发射强 度逐渐增大,但其⁵D₄－⁷F₅跃迁(546 nm)的 发光寿命则逐渐减少,光子晶体相对于参考样品 对Tb³⁺的浓度 淬灭抑制明显。这些发现对于进一步研究稀土发光特性以及制备新型发 光器件具有很大的指导 意义。     

Er3+/Yb3+/Tm3+/Pr3+共掺碲酸盐玻璃超宽带近红外发光性能研究

采用熔融淬火技术制备了0.2 mol% Er₂O₃、1 mo l% Yb₂O₃、0.1 mol% Tm₂O₃和x mol% Pr₆O₁₁( x=0.25、 0.3、0.35和0.4)掺杂的65TeO₂-15ZnO-10Na₂O-10WO₃系碲酸盐玻璃,通过X 射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、差热扫描曲线(differential scanning calorimetry,DSC)对玻璃样 品的抗析晶性和热稳定性 进行了表征。结果表明,玻璃样品具备良好的抗析晶性,析晶温度和转变温度差值为140 ℃,具有较好 的热稳定性。吸收光谱结果显示,Er³⁺/Yb³⁺/Tm³⁺/Pr³⁺共掺碲 酸盐玻璃在980 nm处有较强的吸收峰,故可 以采用980 nm泵浦源对该玻璃样品进行激发。在1 200—2 000 nm近 红外波段范围,玻璃样品存在峰值中 心为1.35 μm、1.53 μm和1.8 μm 3个波段发射峰,且3个发射峰的荧光半高宽(full width at half maxima, FWHM)均大于100 nm,其覆盖了光信号传输的E、S、C和C+L 4个波段,大幅度地提高了掺铒 光纤放大器(erbium doped fiber amplifier,EDFA)的放大带宽。     

CaSi2O2N2:Ce3+/Eu2+荧光粉的发光性能研究

采用高温固相反应法制备了CaSi₂O₂N₂:C e³⁺/Eu ²⁺荧光粉,研究了分别掺杂Ce³⁺、Eu²⁺及Ce³⁺/Eu²⁺共掺 杂时荧光粉 的发光特性。CaSi₂O₂N₂:Ce³⁺在333 nm激发下得到宽波段的发射谱,发射峰 位于395nm,随着Ce³⁺浓度的增大,发 射波长出现明显的红移,猝灭浓度为1mol%。CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺在397nm激发下得到峰值位于540nm处的宽波段发射谱, 猝灭浓度为1mol%。对于Ca0.99－2xSi₂O₂N₂:xCe ³⁺,xLi⁺,0.01Eu²⁺荧光粉,在333nm激发下,位于395nm处的发射峰十分微 弱,在540nm处有宽带发射,随着Ce³⁺浓度增大,位于540nm处的Eu²⁺的特征 发射显著增强。对于Ca0.98－ySi₂O₂N₂: 0.01Ce³⁺,0.01Li⁺,yEu²⁺荧光粉,在激发光波长 为333nm,Eu²⁺浓度较低时,可以观察到两个发射带,峰值分 别位于395nm及540nm,随着Eu²⁺浓度增加,位于395nm的 发射强度一直减小,而540nm处的发射强度先增加后减小,猝灭浓 度为0.4mol%。证实了Ce³⁺,Eu²⁺之间发生了有效的能 量传递。计算出Ce 3+、Eu²⁺之间能量传递的效率ηT,在Eu²⁺浓 度为 1mol%时ηT趋于饱和,达到97.7%。通过计算,得到Ce3+ 与Eu²⁺之间的能量传递方式为电偶极-电偶极相互作用。     

中频溅射技术制备镱铒共掺Al2O3光波导

在硅单晶(100)衬底上用热氧化法氧化一层SiO₂做缓冲层,在高纯铝靶上镶嵌金属Yb,Er,然后用中频磁控溅射法制备了镱铒共掺杂氧化铝薄膜。讨论了靶电压及沉积速率随氧流量的变化的磁滞回线效应,分析得出了沉积氧化物薄膜的最佳氧流量。在室温下检测到了薄膜的位于1535nm的很强的光致发光光谱(PL),并在光学掩模下用BCl₃离子束对薄膜样品进行刻蚀,得到条形光波导。     

Er3+、Eu3+双掺杂LaOF荧光粉的光学性能研究及防伪应用

有机发光材料可能对人体或环境造成影响,除此之外还有生产成本高、发光易淬灭、发光强度与颜色不易于控制的缺点,因此探索性能优越的稀土发光材料并寻找其应用价值是具有重要意义的。本文基于水热辅助固相法制备出Er³⁺、Eu³⁺离子共掺杂LaOF荧光粉,通过X射线衍射仪(X-ray diffractometer, XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)和荧光分析仪对不同Er³⁺掺杂浓度下的LaOF∶Eu³⁺荧光粉体的相组成、粒径尺寸、形貌及荧光光谱进行表征与分析。结果表明：在900℃的温度下煅烧,物相由前驱体LaF₃转变为四方相LaOF,且随着Er³⁺掺杂浓度的升高,在365 nm与393 nm波长激发下均呈现出多色可调谐的发光特性,其中365 nm激发下呈现自橙色光向黄色光的转变,而在393 nm光辐射下则由橙色光向品红色光过渡。将Er³⁺、Eu³⁺共掺杂LaOF荧光粉制成...     

水解工艺Yb3＋/Al3＋共掺石英玻璃的研制及特性表征

利用四氯化硅(SiCl₄)水解掺杂法结合高 频等离子体粉末熔融技术制备了Yb3＋/Al3＋共掺石英玻璃,并利用 X射 线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析和热膨胀分析等对所制备玻璃样品的结 构特性、物理特性和光谱特 性进行了表征。结果表明,制备的Yb3＋/Al3＋共掺石英玻璃的密度和折 射率值与纯石英玻璃相接近,并且呈现出 较好的玻璃态,其热膨胀系数为2.87×10－6,具有较好的Yb3＋和Al 3＋掺杂均匀性,以及Yb3＋典型的吸 收特性和发射特性,表明采用本文方法制备的Yb3＋/Al3＋共掺石英玻璃 已具备成为大功率激光材料的潜质。     

用于白光LED的红色荧光粉SrAl2Si2O8:Eu3+,Li+的制备和发光性能研究

采用高温固相法制备了Sr1－x Al₂Si₂O₈:Eu³⁺ x,Li⁺0.03系列红色荧光粉,研究了试样的晶体 结构和发光性质。合成的试样均为纯相的SrAl₂Si₂O₈晶体,单斜晶系,空间群为 C2/m(12); Eu³⁺和Li⁺进入基质晶体中,使得SrAl₂Si₂O₈晶胞参数a、b和c 略微减小,只引起了晶体结构轻 微的畸变。试样的激发光谱由位于220~580nm波长的一个宽激发带 和一组锐线峰构成,其中 395nm波长处Eu³⁺的⁷F₀→⁵L₆激发峰的强度最强。发射光谱位于550~750nm波长范围内呈现多 条锐 线发射,其中595nm和615nm波长处发射峰最 强,分别归属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₁磁偶极跃迁和⁵D ₀→⁷F₂电偶极跃迁。研究了Eu³⁺浓度对荧光粉发光性能的影响, 结果表明,随着Eu³⁺浓度的增 加,发光强度先增加后减小,最佳掺杂量为0.03,而对试样的色坐标 几乎没有影响;该系列荧光粉浓度淬灭机理为电偶极–电偶极(d-d)相互作用。     

Photoelectrochemical performance of La3+-doped TiO2

La-doped TiO₂ thin films on titanium substrates were prepared by the sol-gel method with titanium tetrachloride as a precursor and La₂O₃ as a source of lanthanum. The heat-treatment temperature dependence of the photoelectrochemical performance of the La-doped TiO₂ film in 0.2 mol/L Na₂SO₄ was investigated by the Mott-Schottky equation, electrochemical impedance spectroscopy, and the open-circuit potential test. The results from the Mott-Schottky curves show that the obtained films all were n-type semiconductors, and the film at 300 ℃ had the highest conduction band position and the widest space charge layer. The electrochemical impendence spectroscopy (EIS) tests of the 300 ℃ film decreased most during the change from illuminated to dark. The potential of the La-TiO₂ thin film electrode was the lowest after the 300 ℃ heat treatment. The open-circuit potential indicated that the photoelectrical performance of the La-TiO₂ films was enhanced with the addition of the La element and the largest decline (837.8 mV) in the electrode potential was achieved with the 300 ℃ heat treatment.     

掺Er3+离子Mg-Al尖晶石晶体光谱性质分析

实验给出了掺Er3+:Mg-Al尖晶石晶体的吸收谱、荧光谱和激发谱,确定了Er3+离子在Mg-Al尖晶石晶体中的能级位置。用Judd Ofelt理论计算得到了掺Er3+:Mg-Al尖晶石晶体的光谱特性参数。最后对该掺杂晶体出光的可能性进行了分析。     

溶液燃烧法制备纳米LaAlO3:Dy3+及发光性能研究

通过溶液燃烧法以La(NO3)3·6H2O,Dy(NO3)3·9H2O和Al(NO3)3·9H2O及C2H5NO2为原材料制备纳米粉体Lal-xDyxA1O3(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05).采用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱和荧光光谱研究晶体结构、形貌、发光强度等内容,结果表明,通过溶液燃烧法在800℃下煅烧4h,Dy3+离子进入到LaAlO3晶格中,荧光光谱分析结果表明Lal-xDyxAlO3粉体在370 nm的激发波长下,发光主峰位于423 nm处,在掺杂比例为0.03时发光强度最高,其禁带宽度5.54 eV与理论值5.6 eV相近.