Yb3+掺杂KLa(WO4)2激光晶体生长与光谱分析

采用提拉法生长出掺镱钨酸镧钾[Yb:KLa(WO4)2,Yb:KLW]晶体,测试了晶体的红外光谱和Raman光谱,对出现的振动模式进行了归属.从X射线衍射分析得到晶胞参数a=b=0.532 nm,c=1.189 nm.通过热重-差热分析得到晶体的熔点为1 119 ℃,在熔点以下没有相变.测试了晶体的吸收光谱和荧光光谱,计算了相应的光谱参数.结果表明:该晶体发射波长为1 021 nm,在931,981 nm附近有较强、较宽的吸收峰,适合用InGaAs半导体激光泵浦.     

泡生法生长Ho3+,Yb3+双掺KGd(WO4)2晶体及其光谱性能

钨酸钆钾(KGd(WO4)2,简称KGW)是一种新型的激光基质材料。以Yb3 作为Ho3 的敏化剂,采用泡生法生长出了单斜晶系的Ho∶Yb∶KGW晶体。通过X射线衍射仪(XRD)分析确认所生长的晶体为-βHo∶Yb∶KGW。热重与差热分析(TG-DTA)测试结果表明,晶体的熔点为1072.31℃,相变温度为1043.09℃。测试了晶体的吸收光谱,对吸收峰值归属进行了确认,计算了相应的光谱参数。Yb3 在981 nm处吸收峰较强,半峰全宽(FWHM)为14 nm。从荧光光谱可以看出,在1022 nm附近,Yb3 发射主峰的半峰全宽达16 nm,对应的是Yb3 的2F5/2和2F7/2的能级之间的跃迁;Ho3 在1985 nm处的荧光发射峰半峰全宽为45 nm左右,发射截面积为1.79×10-20cm2。     

Ho3+/Yb3+/Ce3+三掺钽酸锂上转换绿光的研究

在三掺Ce3+的Ho3+/Yb3+/LiTaO3多晶粉中,发现增强上转换绿光并同时抑制上转换红光的新途径,能有效提高上转换发光的单色性.XRD衍射谱结果表明制备粉体仍为三方晶系.980 nm LD激发下,上转换绿光发光强度随Ce3+掺杂浓度增加而增强,并在Ce3+掺杂摩尔分数达15％时,上转换绿光发光效率达到最大,并同时抑制了上转换红光.Ce3+将2F7/2能级上的能量传递给H03+的516能级来增加上转换绿光.并在高掺Ce3+时,新的交叉弛豫过程使Ce3将2 F7/2能级上的能量传递给H03+的5F4/5S2能级,增强了上转换绿光并同时抑制了上转换红光.     

退火温度对碳基全无机钙钛矿太阳能电池性能的影响

碳基全无机钙钛矿太阳能电池(carbon-based all-inorganic perovskite solar cells, C-PSCs)由于成本低、热稳定性好等优点逐渐引起人们的广泛关注,然而其效率要远低于传统的钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells, PSCs)。通过调控CsPbI₂Br薄膜的退火温度,改善薄膜质量。利用SEM、XRD表征分析了钙钛矿薄膜微观形貌以及物相结构,发现升高退火温度可有效提高CsPbI₂Br薄膜的结晶性从而减少其表面的孔洞。升高钙钛矿薄膜的退火温度,器件的光伏性能有显著提高,短路电流密度(J_sc)从8.84 mA·cm^-2提高至12.14 mA·cm^-2,开路电压(V_oc)从0.93 V提高至1.06 V,最终能量转换效率(PCE)从2.75%提高至7.63%。研究结果表明,优化钙钛矿太阳能电池的制备工艺可以有效提高其光伏性能。     

Enhancement of 1.54 μm emission in Er：LiNbO_3 crystal by codoping with Zn~（2＋） ions

The enhanced intensity and lengthened lifetime of 1.54 μm emission were observed for Er:LiNbO3 crystal codoped with Zn2+ ions.The ZnO codoping led to the reduction of the green upconversion emission in Er:LiNbO3 crystals.The decay trace of the 4S3/2→4I15/2 was ob-viously nonexponential for Er:LiNbO3 codoped with 0 and 3 mol.% ZnO,but became exponential for one codoped with 6 mol.% ZnO.The OH-absorption spectra showed after codoping with Zn2+ ions,the OH-absorption peaking position shifted from ~3495 to 3484 cm-1,and the absorption cross section decreased.These spectroscopic characteristics suggested that the improvement of 1.54 μm emission was attributed to the reduction of Er3+ cluster sites.     

Mg2+离子掺杂增强TiO2:Yb3+/Tm3+纳米晶上转换发光性能

染料敏化太阳能电池因其大规模生产、低成本、环保和潜在的灵活性而受到广泛的研究兴趣,作为光阳极的TiO²半导体纳米材料在吸收有机染料分子方面起着关键作用．然而,有机染料（如N3和N719）只能吸收可见太阳光,这限制了太阳能电池的光谱响应范围,降低了电池的光电效率．为了解决这一问题,利用稀土离子上转换技术将近红外光转换为可以被有机染料吸收的可见光．采用水热法制备金属Mg₂₊离子掺杂TiO²:Yb₃₊/Tm₃₊纳米晶,对Mg₂₊离子掺杂增强TiO²:Yb₃₊/Tm₃₊纳米晶上转换发光性能及机理进行了研究．研究结果表明：Mg₂₊离子的掺杂不改变TiO²:Yb₃₊/Tm₃₊锐钛矿晶体结构,其形貌仍保持薄片状;Mg₂₊离子通过修饰Tm₃₊离子周围局部环境,增强了上转换蓝光和红光发光强度,从而扩大了太阳光谱响应对近红外波段的吸收和利用．功率曲线和上转换布局机制研究结果表明,上转换蓝光是通过双光子布局,而Mg₂₊离子掺杂则使上转换红光由双光子转变为单光子布局．      

C12A7:Yb3+/Eu3+多晶粉制备及上转换光学性能的研究

通过高温固相法制备不同Yb~(3+)和Eu~(3+)掺杂浓度的C12A7∶Yb~(3+)/Eu~(3+)多晶粉.利用X射线衍射、上转换荧光光谱和CIE色谱图研究了C12A7∶Yb~(3+)/Eu~(3+)多晶粉的晶体结构和荧光性能,结果表明:在波长980 nm激光激发下,C12A7∶Yb~(3+)/Eu~(3+)多晶粉分别于550 nm和663 nm处发射出上转换绿光和红光,它们分别来源于Eu~(3+)离子的~5D_0→~7F_0和~5D_0→~7F_3跃迁.结合上转换布局机制,分析了不同Yb~(3+)和Eu~(3+)掺杂浓度对C12A7∶Yb~(3+)/Eu~(3+)多晶粉光学性能的影响.分析CIE色度光谱,通过改变Yb~(3+)和Eu~(3+)离子掺杂浓度可以使C12A7∶Yb~(3+)/Eu~(3+)多晶粉的发光在黄绿光区域到绿色区域间调节.     

通过溴碘比调节无铅钙钛矿纳米晶的荧光特性

卤化物钙钛矿化合物作为具有可调特性的半导体材料引起了人们的兴趣,由于其加工方式廉价,使其在电子领域中有巨大的应用潜力。然而,铅的毒性仍然阻碍了卤化物钙钛矿化合物的实际应用,因此亟需开发无铅卤化物钙钛矿。采用配体辅助沉积法,在室温下制备了Cs₃Bi₂(I_xBr_1-x)₉(x=1、0.9、0.7、0.5、0.3和0.1)钙钛矿纳米晶,并通过调节溴碘比,调节了钙钛矿纳米晶的波长。所制备的纳米晶属于六方晶系,通过X射线衍射仪可以发现,随着Br离子添加量的增加,Cs₃Bi₂(I_xBr_1-x)₉的晶体结构逐渐发生转变;荧光光谱和Commission Internationale de l′Eclairage图谱显示,通过调节溴碘比,Cs₃Bi₂(I_xBr_1-x)₉荧光发射从...     

Y2O3∶Er3+和Y2O3∶Er3+,Yb3+纳米粉体的制备及上转换发光性能的研究

利用硝酸盐和尿素作为原料通过均相共沉淀法合成了分散性良好的Y_2O_3:Er~(3+)和Y_2O_3:Er~(3+),Yb~(3+)球形纳米粉体,粒径大小分别为100～115 nm和110～145nm.X-射线衍射结果显示,所制备的掺杂粉体仍然保持了立方Y_2O_3的物相结构.在980nm激光的激发下,Y_2O_3:Er~(3+)样品的发光情况随着Er~(3+)离子浓度的增加,上转换红光的发射强度都先增加后减小,而绿光的强度则逐渐减小.究其原因是交叉弛豫2H_(11/2)+~4I_(13/2)→~4I_(9/2)+~4F_(9/2),~4F_(7/2)+~4I_(11/2)→~4F_(9/2)+~4F_(9/2),~2H_(11/2)+~4I_(15/2)→~4I_(9/2)+~4I_(13/2)和~4I_(13/2)+~4I_(11/2)→~4F_(9/2)+~4I_(15/2)的发生.Y_2O_3:Er~(3+),Yb~(3+)则且随着Yb~(3+)离子浓度的提高,上转换红、绿光的发射强度都增加,但上转换红光发射强度增加的幅度明显要大于上转换绿光发射强度增加的幅度.通过调整Yb"离子的掺杂浓度使其发光颜色在绿色、红色之间转变,其中单带红光上转换发光是由于在Yb~(3+)离子掺杂浓度较高时,Er~(3+)离子和Yb~(3+)离子之间发生了能量反向传递.     

激光二极管泵浦Nd:NaY(WO4)2晶体的激光性能

采用提拉法生长了平均尺寸为φ25 mm×50 mm的掺钕钨酸钇钠[Nd:NaY(WO4)2,Nd:NYW]晶体,测量了Nd:NYW晶体的吸收光谱.吸收光谱表明:该晶体在804,752 nm和586 nm附近的吸收峰较强、较宽,有利于用激光二极管(laser diode,LD)泵浦.分别以氙灯和LD作为泵浦源,对晶体的激光特性进行了研究.结果表明:当氙灯输入能量为11.7 J时,该激光棒获得了36.9 mJ的输出;当LD泵浦功率为1 w时,输出273 mW的1.06 μm波长激光,激光阈值为160 mW,光-光转换效率为27.3%,斜效率为34%.