铬、钕双掺钆镓石榴石（Cr^4＋，Nd^3＋）：Gd3Ga5O12激光晶体光学性能的研究

用提拉法生长了掺铬、钕的钆镓石榴石(Cr^4+，Nd^3+：GGG)自调Q激光品体。报道了室温下的吸收光谱和荧光光谱特性。分析了Cr离子浓度对光谱性质的影响。比较了Cr^4+：GGG，Nd^3+：GGG和(Cr^4+，Nd^3+)：GGG晶体吸收光谱的关系。测量了(Cr^4+，Nd^3+)：GGG晶体和Nd^3+：GGG晶体的荧光寿命，它们分别是33μs和250μs。实验表明，(Cr^4+，Nd^3+)：GGG晶体是一种非常有潜力的自调Q激光晶体，可以实现大功率激光器的小型化和全固态化。

Cr^4＋，Nd3＋共掺的钆镓石榴石（Cr，Nd：GGG）的光谱性能与光谱参数的研究

用提拉法生长了掺铬、钕的钆镓石榴石(Cr^4+，Nd^3+:GGG)晶体，研究了室温下的吸收光谱和荧光光谱性质，以及晶体中Cr离子浓度对Nd离子光谱性质的影响。应用Judd—ofelt理论计算了强度参数Ωt(t=2，4，6)，自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射辱命等光谱参数。应用McCumber理论计算^4F3/2→^4I11/2能级跃迁的受激发射截面。结果表明：Cr^3+在300～900nm之间较强地增加了吸收截面，尤其是伴随Cr^3+→Nd^3+有效的能量转移。Cr^4+在1．06μm附近的吸收减弱了

掺Nd^3＋离子的高硅氧玻璃微片激光器

将SiO2含量超过97wt%的具有纳米级微孔的多孔高硅氧玻璃浸泡在含有Nd^3＋离子的溶液后取出，在1100℃烧结成透明无孔高硅氧玻璃。在800nm的激光抽运下，这种Nd^3＋离子掺杂的高硅氧玻璃微片激光器实现了斜率效率为62%，光-光转换效率为42%，波长为1064nm的激光输出。

用Judd-Ofelt理论计算Nd^3＋掺杂氧化镧钇透明陶瓷的光谱参量

采用传统无压烧结工艺制备Nd^3 ＋掺杂的氧化镧钇透明激光陶瓷,测试了其吸收和荧光光谱.采用Judd-Ofelt理论对Nd^3 ＋掺杂量为1 .5at %的样品光谱参量进行了计算.根据吸收光谱,拟合得到三个强度参量分别为：Ω2=6 .57×10^-20cm^2,Ω4=2 .04×10^-20cm^2,Ω6=4 .38×10^-20cm^2.根据这三个参量计算了样品的辐射寿命,跃迁几率,荧光分支比,量子效率和品质因子,并对结果作了分析.

YAlO3：（Nd^3＋,Lu^3＋）单晶的各向异性吸收光谱

于2010-11-23批量导入

Nd~(3+)掺杂对LiFePO_4结构及电化学性能的改善

采用两步加热高温固相法合成了掺杂Nd3+的LiFe1-xNdxPO4/C复合材料(x=0,0.01,0.02,0.04,0.06,0.08)。用TG-DSC对前驱体进行分析和SQUID(超导量子干涉仪)对样品中Fe3+的磁性测定,优化了合成工艺条件;采用XRD、FE-SEM、EDS等方法分析了样品的结构并对其电化学性能进行了测试。结果表明:LiFe1-xNdxPO4/C复合材料具有橄榄石型结构;当Nd3+的掺杂量6%(物质的量分数)、煅烧温度700℃、煅烧时间16 h时,样品在0.2C(1C=170.0 mA.g-1)电流密度下的最大放电比容量可达165.2 mAh.g-1,循环100次后的容量保持率仍为92.8%,在1C、2C、5C下的最大放电比容量分别为146.8、125.7和114.8 mAh.g-1。通过测定样品在不同较低倍率下的放电比容量,采用外推法得出制备样品的实测理论比容量为168.7 mAh.g-1。

Nd~(3+)离子的晶场劈裂与基质晶体的化学键

利用研究复杂晶体化学键的理论方法，计算了一组ABO4型基质晶体的结构参数和化学键参数，发现Nd3+离子的总晶场劈裂能ΔE与晶体的平均共价性有线性关系.

KCl-LiCl共晶熔体中Nd~(3+)和Ho~(3+)的电化学行为

用循环伏安法和恒电流电解后的电位时间曲线法，研究了ＬｉＣｌＫＣｌ熔体中Ｎｄ３＋和Ｈｏ３＋在Ｍｏ电极上的电化学行为。结果表明，Ｎｄ３＋和Ｈｏ３＋在Ｍｏ电极上的还原都为一步３电子可逆过程。其扩散系数分别为：１１３×１０－６和２１４２×１０－５ｃｍ２·ｓ－１（４５０℃），４５０℃下Ｈｏ３＋／Ｈｏ电极对的标准氧化还原电位为２９８７Ｖ（ｖｓ·Ｃｌ／Ｃｌ－１），并讨论了实验值较理论值偏负的原因。

氯化物熔盐中Nd~(3+)在液体Ga电极上还原的电化学行为

本文利用循环V-A法(CV)研究了Nd~(3+)在液体Ga电极上还原的电化学反应动力学。结果表明,Nd~(3+)在Ga电极上的还原是分步进行的。第一步在较高的电位扫描速度下为扩散控制的可逆电荷传递反应,即Nd~(3+)+e?Nd~(2+);在电位扫描速度较低时,随后的化学反应为第一步反应的控制步骤,即Nd~(3+)+e?快Nd~(2+)+mCl→慢NdCl_m~(2-m)。第二步为不可逆的电荷传递反应,即沉积的金属Nd与Ga合金化,Nd~(2+)+2e→Nd(Ga)。估算了该反应的标准反应速度常数为7.0×10~(-3)cm/s。

大尺寸高浓度掺杂Nd：GGG和Nd：YAG晶体的光谱性质(英文)

由于Nd^3＋离子半径0．112nm和Y^3＋离子半径0．101nm相差10．9％，使得Nd^3＋离子非常难于进入YAG晶体中。我们用温度梯度法生长了大尺寸高浓度（2．8 at％）的Nd：YAG晶体，同时与用提拉法Nd：GGG晶体进行了比较。分析了高浓度掺杂Nd：GGG和Nd：YAG晶体浓度猝灭问题。研究了不同浓度掺杂的猝灭效应。在同样的掺杂浓度下，我们发现它们的猝灭程度不同，其原因是两种晶体中△Emism（-）和（＋） △Emism（＋） 不同。

Nd：（La，Sr）（Al，Ta）O3晶体的生长及光谱性能的研究

应用中频感应提拉法生长了新型的Nd：（La，Sr）（Al，Ta）O3（Nd^3＋：LSAT）晶体。运用电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICPAES）测定Nd^3＋离子在Nd^3＋：LSAT晶体中的分凝系数为0．587。X射线粉末衍射（XRPD）测试结果表明Nd^3＋：LSAT晶体与LSAT晶体同构。研究了不同退火条件对晶体光谱性能的影响。分析了Nd^3＋：LSAT晶体的光谱性能，Nd^3＋：LSAT晶体的荧光寿命为290μs。比较了Nd^3＋：LSAT和Nd^3＋：YAG，Nd^3＋：YVO3等晶体的光谱

Ce~(3+)在稀土取代的卤磷酸盐中的发光与能量传递的研究

本工作用固相反方法、以炭保护或在N_2-H_2还原气氛中，两次灼烧，合成了一系列烯土取代的卤磷酸盐发光体，其反应是M_2~ICO_3 + M_3~(II)(PO_4)_2 + M_2~(III)O_3 + (NH_4)_2HPO_4 + M~(II)F_2 → M_x~IM_(10-2x)~(II)M_x~(III)(PO_4)_6F_2 + NH_3 + H_2O式中：M~I = Li~+, Na~+, K~+; M~(II) = Ca~(2+), Sr~(2+); M~(III) = Y~(3+), La~(3+), Gd~(3+); X = 0.5, 1, 2, 3。通过X－射线分析法和以Eu~(3+)作为荧光离子探针方法确定了样品的物相和晶体结构，表明它与M_(10)~(II)(PO_4)_6F_2同属六方晶系(Pb_3/m)。并用图解外推法求得样品的晶胞参数a和c分别为9.41和6.89 A。在研究了M~I, M~(II)和M~(III)为不同阳离子，X为不同值时，取代物的物相和结构变化以及对Ce~(3+)发光和能量传递影响规律的基础上，以Na_2Ca_6La_2(PO_4)_6F_2为基本体系比较详细地研究了Ce~(3+)的发光，Ce~(3+)-Mn~(2+), Ce~(3+)-Re~(3+) (Re~(3+) = Pr~(3+)、Nd~(3+)、Sm~(3+)、Tb~(3+)、Dy~(3+)、Tm~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+))以及Ce~(3+)-Mn~(2+)-Re~(3+) (Re~(3+) = Dy~(3+), Nd~(3+))的能量传递。实验发现，Na_2Ca_6La_2(PO_4)_6F_2:Ce~(3+)是较强的紫外光发射体，发射谱带是由338和358nm两个宽带峰组成的，相应于~2D-~2F_(5/2)和~2D-~2F_(1/2)跃迁。发射强度和~2D-~2F_(6/2)，~2D-~2F_(7/2)两种辐射跃迁几率相对大小与温度，Ce~(3+)的浓度有关；F~-含量对发射强度也有强烈的影响。我们认为，浓度和温度的影响是由于Ce~(3+)-Ce~(3+)的能量迁移作用。实验发现，Ce~(3+)能有效地敏化Mn~(2+)的发光，得到高效的黄色荧光发射体。Ce~(3+)对Re~(3+)的作用可以分为三类：A）. Ce~(3+)-Sm~(3+)、Tb~(3+)、Dy~(3+)、Tm~(3+)；B）．Ce~(3+)-Nd~(3+)，Pr~(3+)；C）. Ce~(3+)-Ho~(3+), Er~(3+)。在A，B类型中，Ce~(3+)能有效地敏化这些稀土离子，但能量传递效率(η_T)_A > (η_T)_B。在Ce~(3+)-Ho~(3+)、Ce~(3+)-Er~(3+)类型中，Ho~(3+)、Er~(3+)不产生可见辐射，Ce~(3+)的发射强度也显著降低。在Ce~(3+)-Mn~(2+)-Re~(3+)三元中心体系中，Ce~(3+)的能量可直接传递给Mn~(2+)和Re~(3+)中心，还可通过Ce~(3+)-Mn~(2+)-Re~(3+)的途径传递。通过研究中心离子的浓度效应，温度效应、测定激发光谱、荧光光谱、荧光衰减曲线的荧光寿命，能够证实：在Ce~(3+)-Mn~(2+)、Ce~(3+)-Re~(3+)、Ce~(3+)-Mn~(2+)-Re~(3+)的能量传递属于无辐射共振传递相互作用类型。符合M. Yokata等人提出的偶极－偶极相互作用扩散限制传递历程。我们还利用Ce~(3+)、Ce~(3+)-Mn~(2+)、Ce~(3+)-Re、Ce~(3+)-Mn~(2+))-Re~(3+)激活体系中Ce~(3+)的发射强度和荧光寿命等数据计算了Ce~(3+)的能量传递效率。发现两种结果相差较大，为了准确地表达Ce~(3+)的敏化效果，在分析上了产生这种误差的原因后，提出了两种传递效率表示式(η_f, η_R)。

稀土金属La、Nd等在自身氯化物熔盐中溶解过程的研究

本文首次采用实验方法和理论计算相结合，从宏观性质到微观结构进一步深入研究了稀土金属与熔盐的相互作用。藉透明电解槽技术和电化学弱极化方法首次研究了稀土金属La、Nd在各自氯化物熔盐中的溶解过程。采用计算量子化学方法初次计算了金属原子La、Nd等与熔盐中的离子相互作用。并从稀土离子间反应的能量角度讨论了稀土低价离子的稳定性。1）从透明电解槽中观察了金属La、Nd分别在盐Lacl_3+Kcl、NdCl_3kcl体系中溶解时，均产生黑色的金属雾。熔体被金属雾充满而完全不透明分别需要1分半和1分的时间。金属Nd的溶解速度明显快于金属La。其两者的溶解过程可初步认为：1）首先以一些凝聚粒子团进入熔体；2）然后同它们各自熔盐发生化学作用，生成不同价态的离子。经X－射线分析发现熔盐试样中存在La~(2+)、Nd~(2-27+)、Nd~(2-27+)、La~(2+)离子以及Nd、La中性原子。在等摩尔Kcl+Nacl熔盐体系中，金属La、Nd溶解时也将产生黑色的金属雾，但数分钟后，熔体被金属雾充满而呈暗黑色。金属的溶解可能以物理溶解为主。金属Nd在该熔体中的溶解速度也明显大于金属La。以上对La、Nd金属雾的产生过程观察尚未见报道。2）在阴极极化条件下，我们初次发现了金属La、Nd在各自Lacl_3+kcl、Ndcl_3+kcl熔盐中的溶解扩散速度将受到一定程度的抑制，但远不能阻止金属的产生以及扩散于整个熔体中。极化条件下，发现Nd熔体中的金属雾扩散仍然比La熔体中的要快。在等摩尔kcl+Nacl熔盐体系里，阴极极化仍然不能阻止金属Nd的溶解。3）采用电化学弱极化方法首次测定了金属La、Nd分别在Lacl_3+kcl+、Nacl、Ndcl_3+Kcl+Nacl体系中的电化学溶解速度。其自溶解电流密度值分别为:17.4Am/cm~2和29.9Am/cm~2（800℃）以及26Am/cm~2和46.9Am/cm~2(860℃)。增加体系的温度，将有利于金属La、Nd的电化学熔解。金属Nd的电化学溶解速度大于金属La。4）量子化学EHMO计算表明，稀土金属La、Nd、Y溶解于各自熔盐中，不再保持电中性，而是与周围邻近离子发生化学作用，生成低价离子。计算还表明在La~(3+)/Ce~(2+)、Nd~(3+)/Nd~(2+)离子之间，发现有电子云重叠现象。其重叠集居数依次为0.407、1.37和0.18。我们提出有形成原子簇离子的可能。关于La、Nd金属雾呈黑色可根据熔盐中生成的低价离子以及所形成的原子簇离子的吸收光谱性质来加以说明。根据稀土原子的各级电离能，计算了稀土离子（或原子）之间反应的热能。计算表明熔盐中 R_E~(2+)离子较R_E~(1+)离子稳定存在的可能性大。随着La、Ce、Pr、Nd顺序变化，稀土原子与其自身熔盐作用生成低价离子的稳定性趋势增强。这可能是稀土金属在其自身熔盐中的溶解度随La、Ce、Pr、Nd顺序变化而增加的一个缘故。

液态Al-Nd合金在氯化物熔盐中的阳极溶解

本研究利用线性扫描伏安法和恒电位电解法,对Al-Nd合金在氯化物溶体中的阳极溶解行为进行了研究。结果表明,Al-Nd的阳极溶解以钕原子由合金内部向合金表面的扩散为控制步骤。合金阳极溶解的价态为3。计算溶解的电流效率超过100％。