张守超
,
阮永丰
,
李广慧
,
孙伟
,
马鹏飞
,
王丹丽
,
李文润
人工晶体学报
报道了上转换激光晶体Er:BaY2F8以及Er,Yb:BaY2F8的温度梯度法生长及其光谱参数分析.所得到的Er:BaY2F8晶体的直径为13 mm,长度达40 mm,是目前国内最大的此种晶体.测试了晶体的吸收光谱,吸收光谱中Er离子的特征吸收峰清晰可辨.根据J-O理论的计算,得到了唯象的晶场参数Ωi( i=2,4,6),其数值分别为1.43×10-20 cm2,0.49×10-20 cm2和1.36×10-20 cm2.重点分析了Er:BaY2F8晶体的各能级的荧光寿命,较之氧化物有很大的提高,其中4I11/2能级的寿命约为5 ms,这样大的荧光寿命对于上转换激光的形成极为有利.
关键词:
Er
,
BaY2F8
,
晶体生长
,
温度梯度
,
上转换激光
,
光谱参数
,
荧光寿命
马鹏飞
,
阮永丰
,
贾敏
,
李文润
,
张宇晖
,
张守超
,
王丹丽
硅酸盐通报
用剂量为5.74×1018 cm-2的中子对Al2O3晶体进行了辐照,利用吸收光谱等手段观测了中子辐照引起的损伤及其恢复.中子辐照产生了大量的阴离子单空位(F和F+)、阴离子双空位(F2)及其它更高阶的缺陷.通过等时退火,发现低阶的阴离子单空位缺陷在较低温度下即可恢复,而高阶的缺陷则会在退火过程中得到加强,新的吸收峰(更高阶的缺陷)也会在退火过程中出现,在1000℃退火温度下,所有缺陷全部恢复.
关键词:
Al2O3
,
中子辐照
,
缺陷
,
吸收光谱
阮永丰
,
马鹏飞
,
贾敏
,
李文润
,
张宇晖
,
张守超
,
王丹丽
人工晶体学报
分别对两种不同的6H-SiC晶体进行了总通量为5.74×10~(18) n· cm~(-2)、8.2×10~(18) n· cm~(-2)和1.72×10~(19) n· cm~(-2)的不同剂量的中子辐照,利用X射线衍射等手段观测了中子辐照引起的晶体内部损伤.结果表明:两种样品在不同的中子通量辐照下,消除部分原始缺陷的、纯度较高的样品辐照后的内部损伤明显小于纯度较低、内部原始缺陷较多的样品.样品的辐照损伤不仅取决于中子辐照剂量,还取决于其辐照时的成分和结构.晶体的结构缺陷和杂质,作为一种"钉扎",在辐照过程中作用极大,它们导致了晶体的长程缺陷(如位错)的大幅度增加.
关键词:
SiC
,
中子辐照
,
辐照缺陷
,
钉扎
张守超
,
阮永丰
,
王帅
,
王友发
,
吴周礼
人工晶体学报
采用温度梯度法生长了BaY2F8晶体,通过X射线定向仪确定晶体自发沿[001]方向生长.通过对不同截面的显微观察和分析,研究认为生长方向与竖直方向不平行是诱发(100)、(130)、(130)等小面生长的重要因素.由于温度的波动和径向温度梯度的存在,会造成晶体生长过程中的组分过冷,引发晶面上出现胞状凸起,影响了晶体的生长质量.
关键词:
BaY2F8晶体
,
小面生长
,
组分过冷
,
界面形状
,
缺陷
张守超
,
阮永丰
,
王友发
,
吴周礼
,
王帅
,
贾国治
中国稀土学报
采用中频感应提拉法生长了高质量的掺铈钒酸钇( Ce:YVO4)晶体,其中Ce3+离子的浓度为1.0％(原子分数).对于加工好的晶体薄片分别在中性气氛Ar和还原性气氛H2中不同温度下进行了退火处理.对退火后的样品进行了吸收光谱和荧光光谱的测量.中性Ar中退火对晶体发光效率提高没有作用,H2退火后晶体吸收谱发生显著变化,晶体的发光效率大幅提高.发射光谱中400 -600 nm的发射带包含两个发射峰,其中心波长分别在424和469 nm处.并对掺铈钒酸钇晶体作为白光材料的可能性进行了分析.
关键词:
Ce: YVO4
,
退火
,
荧光光谱
,
白光
,
发光效率
,
稀土
张守超
,
阮永丰
,
魏小平
,
王友发
,
张灵翠
,
王丹丽
人工晶体学报
对温度梯度法生长Er:BaY2F8晶体的开裂现象进行了研究,从理论上讨论了温场分布、生长速率、热应力和稀土离子掺杂对晶体开裂的影响,并通过实验分析了垂直于解理面方向上膨胀系数的变化对晶体开裂造成的影响.研究结果表明:晶体生长时径向温度梯度越小越好,生长晶体的最佳工艺参数为直径为10 mm,最佳轴向温度梯度为6 ℃/mm,最佳生长速率为0.2～0.3 mm/h.通过缓慢降温,可以成功避免晶体的开裂.
关键词:
BaY2F8晶体
,
开裂
,
温度梯度
,
缺陷
张守超
,
阮永丰
,
贾国治
,
冯志辉
,
刘枝朋
,
裴利斌
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140060
利用提拉法生长了YVO4和掺2.0at％ CeO2(或Ce2(CO3)3)的YVO4∶ Ce3+晶体.样品的XRD测试表明Ce3+代替Y3+进入晶格,Ce3+的加入并没有影响YVO4的晶格结构.XPS测试显示YVO4∶Ce3+晶体中Ce离子3d分裂为882.0、885.8、902.9、908.0和915.9 eV等5个峰,峰位表明样品中铈离子是以Ce3+和Ce4+两种价态形式存在.YVO4和YVO4∶ Ce3+激发谱都呈现出260～360nm宽带激发,此激发带源于基质中VO43-离子团的配体O到V的电荷迁移吸收.使用325nm的紫外线激发时,两种样品均可发出以440 nm为中心的宽带蓝光,其中YVO4发射峰应归属于VO43-离子团中3T2→1A1和3T1→1A1跃迁;而YVO4∶ Ce3+的蓝光发射则来源于Ce3+的5d→4f的跃迁.分析可知YVO4∶ Ce3+中VO43-的π轨道和Ce3+的电子波函数能有效地重叠,使得VO43-和Ce3+可通过交换作用有效地向Ce3+传递能量,可大幅提高Ce3+的蓝光发射强度.实验结果显示YVO4∶ Ce3+可作为UV-LED管芯激发的白光发光二极管用高亮度蓝色发光材料.
关键词:
YVO4∶Ce3+
,
蓝光发射
,
紫外激发
,
能量传递
,
白光LED
杨广武
,
杨瑞霞
,
张守超
,
朱飞
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160173
利用提拉法生长了掺杂浓度为1.0at％l0.0at％的YVO4∶Ce3+单晶,XRD分析显示Ce3+的掺入没有改变晶体结构.晶体的激发和发射谱测试表明,在325 nm激发下YVO4∶Ce3+发射出峰值在445 nm的蓝光和620 nm附近的红光.蓝光发光强度随Ce3+浓度增加而增强,当浓度为8.0at％时达到最强,10.0at％时出现浓度淬灭,发光减弱;红光则随着Ce3+浓度的增加而持续增强.通过实验分析推测蓝光来源于Ce3+电子从激发态2D3/2到基态2F5/2的跃迁,而红光则是由于V4+的电子能级跃迁而形成的.XPS测试显示部分Ce3+失去电子被氧化成为Ce4+,失去的电子大部分被V5+捕获形成V4+.V4+的d轨道分裂为三个轨道单态2A1、2B1、2B2和一个轨道简并态2E等4个能级,基态为2B2.V4+中电子通过能量传递、辐射跃迁和无辐射跃迁等过程,可以实现波长在620 nm附近的红光发射以及在620 nm激发下的451 nm蓝光上转换发光.实验证实了上转换发光为双光子过程.研究结果对紫外激发下YVO4∶Ce3+红、蓝光发光行为提供了理论支撑.
关键词:
铈离子
,
上转换发光
,
V4+
,
能量传递
,
红光发射
