后处理对离子交换磷酸盐玻璃平面光波导的影响

研究了退火和二次离子交换对Er^3＋／Yb^3＋共掺的磷酸盐玻璃平面光波导传输特性的影响。在退火过程中，由于热效应和波导层Ag^＋离子的浓度差使得Ag^＋离子重新分布；随着退火时间的延长和温度的升高，光波导模式数目逐渐增加，波导层深度加深，且波导表面折射率与玻璃基质折射率差减小，退火扩散深度与退火时间的平方根成正比。电子探针结果显示在二次离子交换后形成了掩埋式的光波导，Ag^＋离子浓度接近二次方分布，而掩埋式的光波导有助于降低光波导的传输损耗。

高温气冷堆He载气中H_2和CO转化实验研究

研究了H＿2和CO在CuO－ZnO＿Al＿2O＿3催化床中转化成H＿2O和CO＿2的实验装置和实验结果，论证了不同床层工作温度、系统压力、杂质浓度、流量及露点温度等因素对氧化铜床工作性能的影响；测得了H＿2和CO在CuO－ZnO－Al＿2O＿3床上的转化特性曲线等变化规律，获得了转化容量、工作周期和转化效率等实验数据，确定了最佳运行参数。结果表明，使用CuO＿ZnO－Al＿2O＿3床可使净化后的H＿2和CO的体积分数都小于2×l0￣（－6），满足高温气冷堆的净化要求。为高温气冷堆中氧化铜床装置提供了可靠的设计数据。

I：新型稀土永磁材料Nd-Fe-B氧化过程及抗氧化新体系研究II：CuO、Y_2Cu_2O_5、BaCuO_2和RBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体磁化率及Cu价态研究

本论文由两大部分组成。第一部分是新型稀土永磁材料Nd-Fe-B氧化过程及抗氧化新体系的研究。Nd-Fe-B永磁体是1983年问世的新型稀土永磁材料。和原有的铁氧体及Sm-Co体系相比，具有磁能积高（50MGOe）。价廉源广，制备简单等三大优点；也有居里温度低（310℃），温度系数大（－0.126%/K），易氧化等三大缺点，我们对Nd-Fe-B合金的氧化过程进行研究，发现该材料热稳定性差，容易发生氧化反应，氧化使材料的结构受到破坏，并给材料的磁性造成不可恢复的损失，整个氧化过程是分阶段的。在室温和干燥的空气中材料基本是稳定的。150℃以下材料磁性受到破坏的主要原因是体系中Nd的氧化。230℃以上材料主体成分Fe也开始氧化，温度升高使反应进程大大加快。到800℃左右反应基本结束，最终产物主要为Fe_2O_3, Nd_2O_3·FeNdO_3和NdBO_3。增加体系中B的相对含量和添加某些新的元素均能提高材料的抗氧化能力，新研制的Nd-Fe-B-Si四元体系和原来的Nd-Fe-B体系相比具有下列显著优点：新体系的抗氧化能力大大提高，经过150℃的长期恒温试验，材料的结构，磁性均未受到破坏，某些体系甚至能在更高的温度下使用，另外，新体系的居里温度Tc也大为提高。比原有Nd-Fe-B磁体高40℃左右。因此该体系是一种大有发展前途的新材料。此外，我们用动态热重法研究了Nd-Fe-B合金的氧化动力学过程，但由于我们新合成的体系构相较为复杂，未能达到预期效果。第二部分是CuO，Y_2Cu_2O_5，BaCuO_2和RBa_2Cu_3O_(7-δ)超导体（R稀土元素）磁化率及铜价态研究，铜的氧化物具有复杂的化学计量关系和磁学性质。在对CuO的磁化率研究中，我们发现在低温区（77K－110K）和一定磁场下，CuO由顺磁突变为抗磁。这种转变与磁场强度有很大关系。这一结果与前人的工作有较大的出入。而与超导体的形为极为相似。所不同的是，转变温度与样品的重量也有关系。实验结果重复。由于铜氧性质在R-Ba-Cu-O超导体中起决定作用，因此有必要对CuO的低温磁性作进一步研究。此外，我们对文献尚未报道的Y_2Cu_2O_5的磁化率在77－300K温度区间进行了测量，发现它是顺磁性物质，室温有效磁矩μ_(eff) = 2.13μB。高于Cu~(2+)的理论有效磁矩（1.73μB）。经过碘量法价态分析，发现Y_2Cu_2O_5中有部分Cu~(3+)，这与磁化率的测定相符合。Tc在90K左右的Y-Ba-Cu-O体系是近期才发现的具有超高温超导材料。该体系有着独特的结构和性质。在对R-Ba-Cu-O及R-Ba-Cu-O-Ag超导体的研究中，我们发现此类超导体属II类超导体，在临界温附近该超导体由顺磁转变为抗磁，此种变化与磁场强度有很大关系，当场强大于一定值后，则观察不到这种转变。在对RBa_2Cu_3O_(7-δ) (R = Y, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm)超导体和具有相同配比但由于合成工艺条件不同而不超导的R'Ba_2Cu_3O_(7-δ) (R' = Y, Sm, Eu, Gd)非超导体的铜价态分析中，我们发现此两类化合物中均含有一定量的Cu~(3+)。且超导体中Cu~(3+)的含量高于非超导体中Cu~(3+)的含量（同样比例）。我们还发现Cu~(3+)对水极为敏感，将RBa_2Cu_3O_(7-δ) (除R = Gd, Dy, Er)超导体在未干燥容器中测出的Cu~(3+)量远远低于干燥容器中所测得的值。我们认为这可能是引起超导体不稳定的重要原因。由于尚缺乏用其它手段检测到超导体中Cu~(3+)存在的例证。故对此问题还有待于今后继续作进一步的研究。

新型硅基双异质外延SOI材料Si/γ-Al_2O_3/Si制备

异质外延法是目前制备新型SOI材料的技术途径之一。采用低压化学气相沉积技术(LPCVD)在硅衬底上先外延r-A1-2O-3绝缘单晶薄膜，制备出硅衬底上外延氧化物外延结构r-Al-2O-3／Si(EOS)，然后采用类似SOS薄膜生长的常压CVD(APCVD)方法在EOS上外延硅单晶薄膜，形成新型硅基双异质SOl材料Si／r-Al-2O-3／Si。利用反射高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、俄歇电子能谱(AES)及MOS电学测量等技术表征分析了Si(100)／r-Al-2O-3(100)／Si(100)SOI异质结构的晶体结构、组分和电学性能。测试结果表明，已成功实现了高质量的新型双异质外延SOI结构材料Si(100)／ r-Al-2O-3(100)／Si(100)，r-Al-2O-3与Si外延薄膜均为单晶，r-Al-2O-3薄膜具有良好绝缘性能，SOI结构界面清晰陡峭，该SOI材料可应用于CMOS电路的研制。

1.54 mu m near-infrared photoluminescent and electroluminescent properties of a new Erbium (111) organic complex

The crystal structure of Er(PM)(3)(TP)(2) [PM = 1-Phenyl-3-methyl-4-isobutyryl-5-pyrazoloiie, TP = triphenyl phosphine oxide] was reported and its photoluminescence properties were studied by UV-vis absorption, excited, and emission spectra. The Judd-ofelt theory was introduced to calculate the radiative transition rate and the radiative decay time of 3.65 ms for the I-4(13/2) -> I-4(15/2) transition of Er3+ ion in this complex.

Near-infrared luminescent properties and natural lifetime calculation of a novel Er3+ complex

in this communication, a novel Er3+ complex Er(PT)(3)TPPO [PT = 1-phenyl-3-methyl-4-tert-butylbenzoyl-5-pyrazolone, TPPO = triphenyl phosphine oxide] is successfully synthesized and characterized by elemental analysis and single-crystal X-ray diffraction. Its optical properties and the energy transfer process from the ligand PT to the Er3+ ion are investigated, the typical near-infrared (NIR) luminescence (centered at around 1530 nm) is attributed to the I-4(13/2) -> I-4(15/2) transition of Er3+ ion which results from the efficient energy transfer from PT to Er3+ ion (an antenna effect). The wider full width at half maximum (78 nm) peaked at 1530 nm in the emission spectrum and the Judd-Ofelt theory calculation on the radiative properties suggest that Er(PT)(3)TPPO should be a promising candidate for tunable lasers and planar optical amplifiers.

1.54 mu m infrared photoluminescence and electroluminescence from an erbium organic compound

Infrared emission at 1.54 mu m excited optically and electrically from an erbium organic compound tris(acetylacetonato)(1,10-phenanthroline) erbium [Er(acac)(3)(phen)] is observed. The rare-earth complex is dispersed into a polymer matrix of poly(N-vinylcarbazole) (PVK) to fabricate an electroluminescent (EL) device with an ITO/PVK:Er(acac)(3)(phen)/Al:Li/Ag structure, where ITO represents indium-tin-oxide-coated glass. The device shows infrared EL emission at 1.54 mu m, which suggests a simple and cheap method to obtain a light source for 1.54-mu m-wavelength devices in optical communications. (C) 2000 American Institute of Physics. [S0021-8979(00)00301-7].

CoMoK／γ－Al_2O_3水煤气变换催化剂的硫化及反硫化

以Ｈ＿２Ｓ和ＣＳ＿２作硫化剂，用ＴＰＳ和ＴＰＤＳ方法研究了水媒气变换催化剂ＣｏＭｏＫ／γ－Ａｌ＿２Ｏ＿３的硫化及反硫化过程。用Ｈ＿２Ｓ／Ｈ＿２硫化时，只发现Ｈ＿２Ｓ的消耗和Ｈ＿２Ｏ的生成，用ＣＳ＿２／Ｈ＿２硫化时，首先生成ＣＯ＿２，然后是ＣＨ＿４，Ｈ＿２Ｏ和Ｈ＿２Ｓ，ＴＰＧ实验表明催化剂表面上有积炭，造成催化剂的活性降低。但积炭在水煤气变换反应进行中逐渐除去。ＴＰＤＳ实验表明Ｎ＿２不起反硫化作用，Ｈ＿２和ＣＯ也没有明显反硫化作用，Ｈ＿２Ｏ对ＣｏＭｏＫ／γ－Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂有根强的反硫化作用。Ｏ＿２能使催化剂部分永久性失活。ＸＰＳ测试表明反硫化的催化剂中低价的Ｍｏ￣（４＋）转变成高价的Ｍｏ￣（５＋）和Ｍｏ￣（６＋），导致其活性下降。

含纳米晶颗粒的Yb^3＋/Er^3＋共掺透明碲酸盐玻璃陶瓷的光谱性质研究

在组成为15Li2O-15Nb2O5-70TeO2-0.1Er2O3-0.4Yb2O3（%, 摩尔分数）的碲酸盐玻璃基础上, 采用两步热处理法制备了透明的含纳米晶颗粒碲酸盐玻璃陶瓷. 通过X射线衍射（XRD）测试表明, 玻璃陶瓷中的晶体颗粒组成为Yb6Te5O19.2或Er6Te5O19.2, 晶粒尺寸约为55 nm. 根据Judd-Ofelt理论计算了Er^3＋离子在基质玻璃和玻璃陶瓷中的光谱参数Ωt（t＝2, 4, 6）以及Er^3＋：4I15/2→4I13/2跃迁自发辐射几率, 根据McCumber

铒离子浓度对掺Er^3＋碲酸盐玻璃的Judd-Ofelt理论参数的影响

制备了四种不同铒离子掺杂浓度的碲酸盐玻璃，通过测定吸收光谱计算了吸收谱线的振子强度，根据Judd-Ofelt理论计算了不同浓度下Er^3＋离子发光光谱的强度参数Ω（i=2，4，6），计算了自发辐射电偶和磁偶跃迁概率、辐射寿命、荧光分支比等参数，讨论了Er^3＋离子浓度变化对以上这些参数的影响。测试了Er^3＋：^4I13／2→^4I15／2跃迁对应的荧光光谱和Er^3＋：^4I13／2能级荧光寿命。最后应用McCumber理论计算了玻璃中Er^3＋：^4I13／2→^4I15／2跃迁对应的受激发射截面大小

具有高机械强度的掺Er^3＋：TeO2-Nb2O5玻璃的光谱性质研究

熔制了掺铒碲铌玻璃样品（100-X）TeO2-XNb2O5（X=5，10，15，20mol％），测试了其密度、折射率、转变温度、析晶温度、维氏机械强度、吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命等参量。利用Judd-Ofelt和McCumber理论分别计算了铒离子强度参量Ωt（t=2，4，6）和受激发射截面σcmi的大小，研究了掺铒碲铌玻璃样品光谱参量对Nb2O5成分的依赖性，并与典型的碲锌钠玻璃（75TeO2-20ZnO-5Na2O）在热学、机械强度、光谱性质和放大品行四个方面进行了比较．

掺Er^3＋碲酸盐玻璃热稳定性的改进

制备了掺Er^3+-TeO2-ZnO-Na2O-Nb2O5和TeO2-PbO-B2O3系统玻璃，测定了玻璃的热稳定性和吸收光谱，在碲-锌-钠多组分玻璃中具有不同的玻璃转变温度Tg和开始析晶温度Tx，按照Hruby’s参数HR=(Tx-Tg)／(T1-Tc)；(Tx-Tg)越大则玻璃稳定性越好，在TeO2-ZnO-Na2O系统玻璃中ZnO含量增加则(Tx-Tg)增大，加入少量(小于10％(摩尔分数))Nb2O5，PbO使(Tx-Tg)变大，玻璃的热稳定性变好。

TeO2-ZnO-Na2O-K2O玻璃中Er^3＋离子掺杂浓度对其发光及荧光寿命的影响

测量了不同掺杂浓度下Er^3+离子在碲酸盐玻璃中的吸收光谱、发射光谱和Er^3+离子的荧光寿命，计算了Er^3+离子的发射截面σc，分析了Er^3+离子掺杂浓度对其发光强度和荧光寿命的影响．结果表明，Er^3+离子掺杂浓度较低时，对其荧光强度和荧光寿命没有显著的影响；掺杂浓度高时，出现了浓度猝灭效应，使Er^3+离子荧光光强度降低，荧光寿命下降．实验确定了掺杂浓度最优值，同时对浓度猝灭机制进行了分析．

Cr^3＋，Yb^3＋，Er^3＋共掺磷酸盐铒玻璃转镜调Q激光性质研究

研究了Cr^3＋，Yb^3＋，Er^3＋共掺磷酸盐铒玻璃转镜调Q激光性质．三种Er2O3掺杂浓度的激光实验结果表明，在Er2O3名义掺杂浓度为0．5wt％时，玻璃的综合激光性质最好，重复频率为0．1Hz时，它的激光阈值功率为14．5mJ，最大输出能量为9．6mJ，斜率效率为0．55％．在同种实验条件下，比较了Cr14和Kigre公司生产的QE-7S激光性质参数，实验表明，前者激光阈值功率稍低，而后者的斜率效率和最大输出功率略高．

Spectroscopic properties of fluorophosphate glass with high Er(3+)supercript stop concentration

Fluorophosphate glass with 4 mol.% ErF3 content was prepared. The different scanning calorimetry was conducted. Raman spectrum, infrared transmission spectrum, absorption spectrum were measured. Fluorescence spectrum and lifetime of emission around 1.53 mu m were measured under 970 nm laser diode excitation. The metaphosphate content in the composition is limited, but the maximum phonon energy of glass amounts to 1290 cm- 1, and is comparatively high. The full width at half maximum is about 56 nm, and is wider than for most of the materials investigated. The measured lifetime of I-4(13/2) -> I-4(15/2) transition, contributed by the high phonon energy, inefficient interaction of Er3+ ions, and low water content, amounts to no less than 7.36 ms though the Er3+ concentration is high. This work might provide useful information for the development of compact optical devices.