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YAG:Ce,Mn微晶玻璃的制备及光谱性能研究

黄海宇 , , 张志敏 , 钟家松 , 金怀 , 董永军 , 梁晓娟

中国稀土学报

由于YAG:Ce微晶玻璃缺乏红色发光成分,导致其封装的白光LED显色指数低.以Y2O3-Al2 O3-SiO2-Li2O作为Ce,Mn掺杂的基质,制备了可提高显色指数的白光LED用YAG:Ce,Mn微晶玻璃.通过XRD测试、荧光测试和电光源测试表征了玻璃的晶相结构、光谱性能及荧光寿命,研究了Mn2+对YAG:Ce微晶玻璃发光的影响,并对其增红机制进行了探讨.结果表明:基玻璃在1400℃热处理可析出纯YAG晶相;YAG:Ce,Mn微晶玻璃在460 nm光激发下,在530 nm处有Ce3+的特征发射峰,由于Ce3+-Mn2+之间的能量传递,在585 nm处有Mn2的特征发射峰,从而使得YAG:Ce,Mn微晶玻璃的发光峰比YAG:Ce微晶玻璃的发光峰红光方向宽化,有效地提高了白光LED的显色性能.

关键词: 白光LED , YAG:Ce,Mn微晶玻璃 , 显色指数 , 稀土

Na2O-B2O3-SiO2系统溶胶-凝胶-玻璃转变过程反应机理

刘维学 , 杨昕宇 , 梁晓娟 ,

稀有金属材料与工程

采用高温热饱和方法制备干胶时,水解和聚合反应继续进行,聚合反应使链状分子枝状分子转变,Na2O-B2O3-SiO2系统干胶在100℃干燥后,Q2,Q3,Q4 3种类型的基团同时存在.当在600℃烧成的Na2O-B2O3-SiO2系统干胶时Q4基团占主要了,这时硅胶网络由较低聚合度变成较高聚合度的硅氧网络了.但在600℃烧成的Na2O-B2O3-SiO2系统玻璃对称性差,该峰对称性差的原因可以这样理解,即基团中Si原子有1个或2个被硼原子取代而导致的结果,即形成了Si-O-B键,在600℃得到加强,这一现象已经被红外吸收光谱的结果得到证实.

关键词: 钠硼硅玻璃 , 转变机理 , 溶胶-凝胶

Bi2O3纳米晶玻璃三阶非线性光吸收性质的研究

杨昕宇 , , 张希艳 , 刘海涛 , 赵海军 , 梁晓娟

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00317

利用溶胶-凝胶法结合气氛控制方式合成了含Bi2O3纳米晶钠硼硅玻璃. 利用X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱(EDX)、扫描模式透射电子显微镜(STEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及选区电子衍射 (SAED)对掺杂在钠硼硅玻璃中Bi2O3纳米晶的形貌和微结构进行了表征, 同时, 利用飞秒开孔Z-scan技术详细地研究了Bi2O3纳米晶玻璃在800 nm处不同激发光强度下的三阶非线性光吸收性质. 结果表明, 在钠硼硅玻璃中形成了尺寸小于10 nm的Bi2O3单斜晶系纳米晶. 随着激发光强度的增强, 该玻璃的三阶非线性光吸收性质产生由饱和吸收反饱和吸收的转变. 进一步, 计算得到的该玻璃三阶非线性极化率χ(3)的数量级范围在10-19~10-18 m2/V2之间. 这一结果说明该玻璃具有良好的非线性光学性能, 并且在光限幅器等非线性光学领域具有潜在的应用价值.

关键词: Bi2O3纳米晶 , sodium borosilicate glass , Sol-Gel , third-order optical nonlinear absorption properties

Bi2O3纳米晶玻璃三阶非线性光吸收性质的研究

杨昕宇 , , 张希艳 , 刘海涛 , 赵海军 , 梁晓娟

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00317

利用溶胶-凝胶法结合气氛控制方式合成了含Bi2O3纳米晶钠硼硅玻璃.利用X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱(EDX)、扫描模式透射电子显微镜(STEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及选区电子衍射(SAED)对掺杂在钠硼硅玻璃中Bi2O3纳米晶的形貌和微结构进行了表征,同时,利用飞秒开孔Z-scan技术详细地研究了Bi2O3纳米晶玻璃在800 nm处不同激发光强度下的三阶非线性光吸收性质.结果表明,在钠硼硅玻璃中形成了尺寸小于10 nm的Bi2O3单斜晶系纳米晶.随着激发光强度的增强,该玻璃的三阶非线性光吸收性质产生由饱和吸收反饱和吸收的转变.进一步,计算得到的该玻璃三阶非线性极化率x(3)的数量级范围在10-19~10-18 m2/V2之间.这一结果说明该玻璃具有良好的非线性光学性能,并且在光限幅器等非线性光学领域具有潜在的应用价值.

关键词: Bi2O3纳米晶 , 钠硼硅玻璃 , 溶胶-凝胶 , 三阶非线性光吸收性质

Ce:YAG晶体色心和缺陷的伽马射线辐照研究

李抒智 , , 董永军 , 华伟 , , 梁晓娟 , 钟家松 , 赵寅生 , 吕春燕

材料导报

利用伽玛射线研究了Ce3+:Y3Als O12晶体的辐照色心缺陷,比较了采用提拉法和温梯法生长的Ce3+;Y3Al5O12晶体中产生的不同色心缺陷,并利用吸收光谱、激发发射光谱和退火等方法分析了晶体中235nm和370nm色心吸收带的形成原因,指出晶体中的235nm吸收带由F+色心引起.进一步分析了YAG晶体的辐照,证实了370hm色心的来源,表明370nm吸收带与F-类色心相关.

关键词: 晶体 , Ce:YAG , 伽玛射线 , 辐照 , 缺陷

白光LED用新型Eu或Gd共掺杂的Ce:YAG单晶荧光材料的光谱性能研究

华伟 , , 董永军 , 梁晓娟 , 杨帆 , 金怀 , 梁续 , 吕春燕

稀有金属材料与工程

开展了白光LED用新型YAG单晶荧光材料的制备和光谱性能研究,采用提拉法生长Eu,Ce:YAG及Gd,Ce:YAG晶体,并通过吸收光谱,激发、发射光谱及电光性能等对晶体材料的光谱特性进行表征.结果表明,Eu或Gd共掺杂的Ce:YAG单晶荧光材料均可以被波长460 nm左右的蓝光芯片有效激发,产生一个范围为480~650 nm的宽峰发射.Eu3+或Gd3+共掺杂会对Ce3+离子的发光产生影响:Eu3+离子的掺杂,会对Ce3+离子的发光产生淬灭效应;而Gd3+离子取代基质y3+离子可以使Ce3+离子的发射峰发生红移.

关键词: 荧光材料 , Ce:YAG单晶 , 共掺杂 , 光谱 , 白光LED

Cu2ZnSnS4薄膜太阳能电池材料的研究现状

, 王京 , 杨海龙 , 赵寅生 , 钟家松 , 赵斌宇 , 骆乐 , 谢翠萍

材料导报

综述了CZTS(Cu2 ZnSnS4)材料的研究现状,介绍了CZTS材料的结构性质、光学性质、电学性质、薄膜的制备方法以及Na扩散对其性能的影响,最后探讨了目前存在的问题及其今后的研究发展方向.

关键词: Cu2ZnSnS4 , 薄膜太阳能电池 , 光电性能

白光LED用Ce,Re∶YAG单晶的研究进展

刘炳峰 , , 刘海涛 , 张志敏 , 梁晓娟 , 陈兆平 , 赵斌宇 , 钟家松

硅酸盐通报

通过Ce,Re∶YAG单晶替代荧光粉与蓝光芯片产生白光是近几年发展起来的新方法.本文对Ce,Re∶YAG单晶的主要制备方法进行了说明.综述了目前国内外用于白光LED的Ce∶YAG系列单晶的研究进展,并对其研究成果进行了分析,给出了部分具有代表性的荧光光谱图.最后对晶片式白光LED的发展前景进行了展望.

关键词: 白光LED , Ce,Re∶YAG单晶 , 生长方法

热注入法制备CuIn(Se,S)2纳米材料的研究进展

, 杨海龙 , 王京 , 赵寅生 , 钟家松 , 赵斌宇 , 骆乐 , 谢翠萍

材料导报

介绍了CuIn(Se,S)2纳米材料的晶体结构和性质,以及热注入法的原理和特点.重点论述了近年来国内外采用热注入法制备不同形貌和结构CuIn(Se,S)2纳米材料的研究进展,概括了其反应机理和影响因素.综述了CuIn(Se,S)2纳米材料在太阳能电池、QD-LED及生物标记上的应用.探讨了目前存在的问题及今后的研究方向.

关键词: 热注入法 , CuIn(Se,S)2 , 纳米材料 , 太阳能电池

白光LED用Ce:YAG单晶光学性能及封装工艺的研究

, 赵斌宇 , 梁晓娟 , 陈兆平 , 谢翠萍 , 骆乐 , 张志敏 , 张景峰 , 钟家松

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2014.13481

采用提拉法生长了白光LED用Ce:YAG单晶,通过吸收光谱、激发发射光谱和变温光谱对其光学性能和热稳定性进行了表征,并研究了晶片用于封装白光LED光源中各因素对其光电性能的影响。Ce:YAG晶片能被466 nm波长的蓝光有效激发,产生500~700 nm范围内的宽发射带。Ce3+的4f→5d轨道的跃迁吸收对应于202、219、247.3、347.4和455.5 nm五个吸收峰,据此量化分裂的5d能级能量,依次为21954、29154、40437、45662和49505 cm-1。温度升高, Ce3+的2F7/2能量升高导致了发光强度的降低,可降低幅度(13.28%)不大,比肩国家标准且要优于目前商用白光光源的Ce:YAG单晶制白光LED光源的封装工艺,从芯片、驱动电流、晶片厚度和添加物四方面进行讨论。研究结果表明, Ce:YAG单晶是一种新型白光LED用荧光材料。

关键词: 白光LED , 铈掺杂钇铝石榴石 , 光学性能 , 封装工艺 , 光电性能

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