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掺铥Tm3+的KCl单晶光学与发光特性研究
摘要: 采用布里奇曼-斯托克巴杰技术成功生长了掺铥氯化钾晶体。通过光学吸收、光致发光(PL)、热释光发光、TL发射光谱、粉末X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、激光拉曼光谱及电子顺磁共振光谱(EPR)对晶体进行了表征。PL光谱显示在468 nm处存在适用于发光二极管的宽带蓝光发射。利用陈氏峰形法计算了热释光发光曲线的陷阱参数。对生长晶体的XRD分析及晶格参数预测表明其结晶为立方结构。SEM研究揭示了微晶结构的存在。EPR测量在X波段频率下进行,室温中采用9-10 GHz场调制,通过朗德公式计算得出g因子值为2.4。
关键词: 光学吸收、热释光发射、光致发光、热释光发光曲线、电子顺磁共振
更新于2025-11-14 14:48:53
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利用石墨烯修饰的PbSe纳米棒简易提升体异质结太阳能电池性能
摘要: 首次报道了一种通过将石墨烯(G)修饰的硒化铅(PbSe)纳米棒引入其活性层,从而提高基于聚(3-己基噻吩)(P3HT)和[6,6]-苯基-C61丁酸甲酯(PC61BM)的体异质结(BHJ)太阳能电池光电转换效率(PCE)的有效方法。采用水热法合成了原始PbSe及不同石墨烯含量的PbSe:G复合材料,并阐明了其形成机理。系统研究表明,随着石墨烯含量增加,PbSe:G的晶粒尺寸增大。通过引入原始PbSe,基于P3HT:PC61BM的经典BHJ太阳能电池PCE从2.32%提升至2.57%;而引入特定石墨烯配比的PbSe:G时,PCE可进一步提升至最大值5.16%。研究还考察了该BHJ太阳能电池的外量子效率,并基于扫描电子显微镜、原子力显微镜检测到的活性层形貌变化及其紫外-可见吸收测量结果,对光伏参数进行了讨论。
关键词: 石墨烯、光学吸收、硒化铅纳米棒、表面形貌、体异质结太阳能电池
更新于2025-10-22 19:40:53
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多组分PbO-Al?O?-TeO?-GeO?-SiO?玻璃陶瓷中钴离子的表征、光学及发光特性
摘要: 通过熔融淬火工艺结合热处理制备了掺杂CoO(含量介于0至1.0摩尔%)的玻璃陶瓷,其组成为PbO-Al?O?-TeO?-GeO?-SiO?。采用XRD、SEM、EDS和DTA等技术对样品进行表征,并进行了常规光谱研究(包括光学吸收、光致发光、FTIR和拉曼光谱)。该玻璃陶瓷的光学吸收光谱呈现两个主要吸收带:约594 nm处的主吸收带,以及以约1455 nm为中心的多重峰吸收带,分别对应四面体配位Co2?离子的?A?(?F)→?T?(?P)和?A?(?F)→?T?(?F)跃迁;此外在约532 nm和643 nm处还存在两个弱吸收带,分别为八面体配位Co2?和Co3?离子的特征。通过Tanabe-Sugano图计算了Co2?离子的晶体场分裂参数Dq、Racah参数B/C及电子云扩展比β。光致发光光谱显示在628 nm和870 nm处存在两个宽发射带,分别源于Co2?离子的四面体?T?(?P)→?A?(?F)和?T?(?P)→?T?(?F)跃迁。FTIR与拉曼光谱揭示了玻璃陶瓷基质中硅酸盐、锗酸盐、PbO?、PbO?、AlO?、TeO?、TeO?及Co3?-O振动产生的多种不对称/对称振动谱带。研究表明:当CoO含量较低时,钴离子主要占据玻璃网络的八面体位点;而随着成核剂CoO浓度增至1.0摩尔%,四面体配位Co2?离子比例上升,导致玻璃网络解聚程度降低,进而随成核剂浓度增加提升材料刚性。实验表明掺杂1.0摩尔% CoO的玻璃陶瓷适用于绝缘器件及光子器件。
关键词: 光致发光、拉曼光谱、X射线衍射、多组分玻璃陶瓷、扫描电子显微镜、光学吸收、钴离子
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于钙钛矿的化合物MA$_{1‐x}$Cs$_x$PbI$_{3‐y}$Br$_y$具有增强的稳定性和光学吸收性能
摘要: 有机金属卤化物钙钛矿因其极高的成本效益加工性和卓越的光捕获能力,在众多功能材料中脱颖而出。然而,较差的长期稳定性严重阻碍了其进一步发展。最新实验观察表明,铯元素是提升MAPbI3稳定性的理想候选材料。为探究其内在机制,我们基于密度泛函理论(包含杂化泛函)开展了第一性原理研究,分析了钙钛矿系列MA0.75Cs0.25PbI3-yBry的电子与光学特性。结果表明:在可见光范围内,MA0.75Cs0.25PbI2Br钙钛矿化合物的光吸收性能显著优于其他掺杂系列;同时,巴德电荷分析与电荷密度分布均显示该化合物在所有掺杂钙钛矿系列中稳定性最高。研究还清晰表明,铯元素的影响主要体现在增强稳定性而非提升光吸收性能。本研究为筛选新型光捕获材料提供了新思路,并为基于这些功能材料设计高效稳定的光伏器件提供了理论依据。
关键词: 光学吸收、稳定性、第一性原理计算、钙钛矿化合物
更新于2025-09-23 15:23:52
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Pr3+/Dy3+共掺杂B2O3-TeO2-PbO-ZnO-Li2O-Na2O玻璃的可调谐白光发射
摘要: 本文对共掺杂Dy3?和Pr3?离子的硼碲酸盐基玻璃进行了结构与光学分析。采用传统熔融淬冷法制备玻璃样品,XRD结果表明其具有非晶态特性。通过FTIR光谱探究了样品的官能团及相互作用,TGA/DSC分析确定了玻璃的转变温度。在紫外-可见-近红外波段测定了所有玻璃的光学吸收与发射光谱,运用Tauc法计算了直接与间接光学带隙。当激发波长λexc=388nm时,发光光谱显示在~482nm和~574nm处出现强发射峰,分别对应Dy3?:4F9/2→6H15/2和4F9/2→6H13/2跃迁。衰减时间数据表明存在Dy3?向Pr3?离子的非辐射能量传递。当激发波长λexc=437nm时,观测到~602nm(橙色)、~487nm(蓝色)和~574nm(黄色)的强发射峰,分别对应Pr3?:1D2→3H4、Pr3?:3P0,1,2→3H4/Dy3?:4F9/2→6H13/2以及Dy3?:4F9/2→6H13/2跃迁(其中Dy3?发射源自Pr3?的能量传递)。CIE色度分析证实通过调节激发波长可产生不同颜色,所有玻璃在λexc=388nm下均能发射白光,而样品(S2-S4)在λexc=437nm时呈现橙红色光。因此,这些玻璃适用于白光LED和固态照明应用。
关键词: 光学吸收,光致发光,白光LED,拉曼光谱,硼碲酸盐玻璃,能量传递
更新于2025-09-23 15:23:52
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用于传感和成像应用的荧光银纳米团簇的合成
摘要: 近年来,金属纳米粒子因其区别于块体金属的独特理化性质而备受关注。特别是当纳米粒子尺寸降至2纳米以下时,可将其视为纳米团簇(NCs),展现出特殊的发光特性。这些团簇中的激发电子除具有特定吸收峰外,还因量子尺寸效应产生的离散能级而呈现明亮荧光。此类纳米团簇的光学性能(吸收与荧光)在化学传感器、生物成像荧光探针及环境治理等诸多科学与工程领域具有广泛应用。本研究报道了以硝酸银为前驱盐、L-谷胱甘肽(GSH)为稳定剂的水相合成银纳米团簇(AgNCs)方法,并采用吸收光谱、荧光光谱及透射电镜对其表征。该团簇表现出的强吸收性与荧光特性,在生物成像标记及重金属离子光学传感等方向展现出重要应用潜力。
关键词: 发光、光谱学、谷胱甘肽-银纳米团簇、光学吸收
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用等离子体纳米粒子调控硒化铟的光学吸收
摘要: 在这项工作中,我们提出在硒化铟基光电器件中使用周期性金纳米粒子(NPs)来调控硒化铟的光学吸收。电磁模拟表明,通过调节等离子体共振可以操控硒化铟的光学吸收。我们系统分析了纳米粒子尺寸、周期、氧化硅厚度以及绝缘间隔层对等离子体共振的影响。通过对纳米结构进行系统优化,在可见光谱范围内实现了高吸收增强效果。
关键词: 光电器件、硒化铟、光学吸收、等离子体纳米粒子、等离子体共振
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于约3微米激光应用的Dy:YAlO3和Dy,Tm:YAlO3晶体的生长与光谱研究
摘要: 采用提拉法(CZ)成功合成了面向~3μm波段发射的Dy3?:YAP和Dy3?,Tm3?:YAP单晶。系统研究了两种晶体的光学吸收与发射特性:在Dy3?:YAP晶体中观察到800nm附近存在窄而弱的吸收带及802nm激发下的上转换发射,同时伴随微弱的~3μm发射,表明该晶体不适合直接采用800nm激发泵浦;通过引入Tm3?离子作为敏化剂增强~3μm发射,发现共掺Tm3?显著提升了800nm附近的吸收能力,在795nm激发下Dy3?,Tm3?:YAP晶体呈现出增强的~3μm发射。研究探讨了Dy3?与Tm3?离子间的能量传递机制及微观参数,测得两者间较高的微观能量传递常数,证实Tm3?在YAP基质中能有效敏化Dy3?离子?;诠庋阅懿馐越峁?,Dy3?,Tm3?:YAP晶体有望成为795nm激光二极管泵浦实现3μm激光输出的实际应用介质。
关键词: 光学吸收、能量传递微参数、3微米发射、中红外激光、Dy3+、Tm3+:YAP晶体
更新于2025-09-23 15:21:01
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不可控杂质对NaGd(WO4)2激光晶体吸收光谱的影响
摘要: 采用不同化学纯度的原料,通过提拉法生长了三块NaGd(WO4)2单晶。利用电感耦合等离子体质谱分析了所生长晶体的杂质组成,测量了晶体的光学吸收光谱,并分析了不可控杂质对其光学特性和颜色的影响。研究表明,NaGd(WO4)2晶体中出现的绿色有时是由d元素不可控杂质所致,其中铬杂质的影响最为显著。
关键词: 光学吸收、杂质纯度、色心、单晶、钨酸锌、镱
更新于2025-09-23 15:21:01
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铬掺杂分级氧化锌纳米结构的简易合成及其光伏性能增强
摘要: 掺杂过渡金属的氧化锌已广泛应用于光电子学、化学传感器、太阳能电池和光催化剂等多个研究领域。本文通过简便的溶剂热法制备了铬掺杂氧化锌纳米球以提升光伏性能。我们分别采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射技术(XRD)和紫外-可见光谱(UV-Vis)系统研究了铬掺杂氧化锌的结构与光学特性。XRD图谱证实样品具有六方纤锌矿结构且无杂峰,表明铬离子取代了氧化锌晶格中的常规锌位点。此外,将掺杂氧化锌纳米球与P3HT复合用于杂化太阳能电池时,其电流密度优于未掺杂对照组。掺杂氧化锌纳米球光伏效率的提升完全归因于4%铬掺杂样品中电荷分离效率的改善。光电分析显示该铬掺杂杂化太阳能电池的JSC为-3.7 mAcm?2、VOC为0.44 V、填充因子0.49、效率(?)达0.79%。这种铬掺杂分级氧化锌纳米结构增强的光伏活性,为低成本、可控制备高性能光伏纳米材料提供了重要设计思路。
关键词: 混合太阳能电池,溶剂热法,光学吸收,光伏器件,纳米结构
更新于2025-09-23 15:21:01