Photoluminescence of erbium-doped hydrogenated amorphous SiOx(0 < x < 2)

Hydrogenated amorphous SiOx films are fabricated via plasma enhanced chemical vapor deposition technique. After erbium implantation and rapid thermal annealing, photoluminescence (PL) are measured at 77 K and room temperature (RT), respectively. We observed the strong PL at 1.54 mu m at RT. The 1.54 mu m PL intensity changes with the variation of concentration of oxygen. The most intense PL at 77 K in a-SiOx:H (Er) corresponds to O/Si = 1.0 and at RT to O/Si = 1.76. Based on our results, we propose that Er ions contributed to PL come from O-rich region in the film. Er ions in Si-rich region have no relation with FL. Temperature dependence of the intensity of the 1.54 mu m line of the Er3+ transition displays a very weak temperature quenching in Er-doped hydrogenated amorphous Si. The PL intensity at 250 K is a little more one half of that at 15 K.

Mechanism on exciton-mediated energy transfer in erbium-doped silicon

Exciton-mediated energy transfer model in Er-doped silicon was presented. The emission intensity is related to optically active Er concentration, lifetime of excited Er3+ ion and spontaneous emission. The thermal quenching of the Er luminescence in Si is caused by thermal ionization of Er-bound exciton complex and nonradiative energy back-transfer processes, which correspond to the activation energy of 6.6 and 47.4 meV, respectively. Er doping in silicon introduces donor states, a large enhancement in the electrical activation of Er (up to two orders of magnitude) is obtained by co-implanting Er with O. It appears that the donor states are the gateway to the optically active Er. (C) 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Photoluminescence from Erbium-implanted silicon-rich SiO2

Si-rich SiO2 films were deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition on the silicon substrates, and then implanted with 1 x 10(15) cm(-2) 400 keV Er ions. After annealing at 800 degrees C for 5 min the samples show room temperature luminescence around 1.54 mu m, characteristic of intra-4f emission from Er3+, upon excitation using an Ar ion laser.

Electronic, structural, and optical properties of crystalline yttria

The electronic structure of crystalline Y2O3 is investigated by first-principles calculations within the local-density approximation (LDA) of the density-functional theory. Results are presented for the band structure, the total density of states (DOS), the atom-and orbital-resolved partial DOS. effective charges, bond order, and charge-density distributions. Partial covalent character in the Y-O bonding is shown, and the nonequivalency of the two Y sites is demonstrated. The calculated electronic structure is compared with a variety of available experimental data. The total energy of the crystal is calculated as a function of crystal volume. A bulk modulus B of 183 Gpa and a pressure coefficient B' of 4.01 are obtained, which are in good agreement with compression data. An LDA band gap of 4.54 eV at Gamma is obtained which increases with pressure at a rate of dE(g)/dP = 0.012 eV/Gpa at the equilibrium volume. Also investigated are the optical properties of Y2O3 up to a photon energy of 20 eV. The calculated complex dielectric function and electron-energy-loss function are in good agreement with experimental data. A static dielectric constant of epsilon(O)= 3.20 is obtained. It is also found that the bottom of the conduction band consists of a single band, and direct optical transition at Gamma between the top of the valence band and the bottom of the conduction band may be symmetry forbidden.

铒镱共掺铅硅酸盐玻璃的光谱分析

采用传统的高温熔融工艺制备了铒镱共掺铅硅酸盐玻璃. 测量了样品的吸收光谱、荧光光谱和折射率， 利用McCumber 理论和Judd-Ofelt 理论计算了该玻璃系统中Er3+离子4I13/2→4I15/2 能级跃迁受激发射截面和荧 光寿命.该玻璃在1 536 nm 处受激发射截面σemi 为8.62×10-21 cm2；荧光寿命长达11.32 ms（实验测量值为9.26 ms）；在1536 nm 附近有很强的荧光发射，荧光有效线宽为46.5 nm；样品存在中心波长为580 nm 的4S3/2→4I15/2 跃迁的上转换荧光. 结果表明，该样品荧光寿命长，受激发射截面大，同时具有较弱的上转换发光等特性， 是制作高能脉冲光纤激光器的理想材料

掺镱稀土金属氧化物纳米粉体的上转换发光

：用共沉淀法合成出Yb3+离子掺杂的Y2O3 粉体，采用纳米粒度分析仪表征后，其粒径主要 分布在40～80 nm；由于Yb3+的4f13 电子易于与近邻离子发生相互作用，该粉体在波长为980 nm 的 半导体激光器激发下发射出中心波长为540 nm 的绿色上转换荧光. 由于这种材料具有上转换发光 性能以及发射光谱的红移现象，有望应用于荧光标记或者红外探测方面.

钇和镧系元素萃取热力学及双水相体系分离氨基酸的研究

本文研究了一种中性萃取剂支链三烷基氧化膦（Cyanex 925）和一种羧酸类萃取剂仲辛基苯氧基取代乙酸（CA-12）萃取稀土元素和钇的热力学性能。探讨了利用CA -12为萃取剂将钇与其他稀土分离的可行性，遵循基础－应用的原则，完成了从龙南离子型矿的浸出液中提取钇的分馏串级模拟实验。在此基础上还进一步研究了“绿色溶剂”离子液为溶剂，CA-12萃取稀土和钇的热力学机理。我们还考察了双水相中氨基酸的分离，为利用双水相体系萃取稀土元素奠定了一定的基础。具体的研究内容如下： 1.系统的研究了Cyanex 925在硝酸体系中萃取稀土和Y的规律，由斜率分析方法确定了反应机理，发现了明显的四分组效应，并确定了Y在萃取中所处的位置。同时发现Cyanex 925有可能用于轻、重稀土分组，易反萃。 2.CA-12对Y萃取具有高的选择性，研究了Y与其他稀土分离的可能性。进行了CA-12从混合稀土中提取Y的工艺模拟实验，并获得纯度为99.5％Y2O3，该工艺高效简便，具有好的应用前景。 3.系统的研究了离子液作为溶剂，CA-12从硝酸介质中萃取稀土和Y的规律。考察了不同水相酸度、水相中相关各种离子及萃取剂浓度变化对CA-12萃取稀土和钇的影响，从而推导了萃取反应方程式及机理。并发现在同样萃取剂浓度和水相条件下，CA-12-离子液体系中萃取稀土和钇的能力低于CA-12-庚烷体系中。 4.研究了赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸和半胱氨酸在聚乙二醇（PEG）－磷酸盐双水相体系（ATPSs）中分配行为，分别考察了PEG分子量、水相pH、氨基酸侧链结构等对分配比的影响，得出氨基酸在双水相中的分配行为取决于双水相体系的性质和氨基酸的支链结构与带电情况。

固体氧化物电解质的合成及电学性质的研究

世界能源短缺和环境污染问题日趋严重，因此需要发展能源转换效率高、对环境污染低并便于应用的绿色能源技术。固态氧化物燃料电池（SOFC，Solid Oxide Fuel Cell）因其效率高、对环境友好等优点被认为是二十一世纪最有前景的能源技术。SOFC的关键是固体电解质的研究。目前广泛使用的固体电解质8YSZ（8mol%Y2O3稳定化的ZrO2）仅在1000oC以上有高的电导率。所以，探索新的、在中温区具有高离子电导率的电解质材料具有重要的意义。另外，也可以采用新的方法改善固体氧化物电解质的导电性，比如掺杂、将材料纳米化等。 在本论文中，通过共沉淀法合成了La2Mo2O9化合物，并与溶胶凝胶法合成的样品进行比较，在同样的烧结条件下，共沉淀法合成的La2Mo2O9化合物具有更高的致密度，而且由于很少引入杂质，电导率得到明显提高，在800oC时达到0.15 S.cm-1。利用同样的方法通过对La2Mo2O9进行微量磷的掺杂，降低了材料在高温时的相转变温度，基本实现了低温电导率的提高。另外，我们还对La2Mo2O9化合物进行了高压烧结研究。实验表明，La2Mo2O9纳米粉末经过700oC高压烧结后得到了致密样品，样品保持了纳米尺度，相对密度达到99％。样品由原先单斜相的La2Mo2O9变为镧钼化合物的混合物，当其在常压下800oC退火后样品又回复到单一的La2Mo2O9相，此时样品粒径大约为50nm，通过这种方法，纳米La2Mo2O9陶瓷被制得。 通过在不同温度高压烧结的方法得到了致密的8YSZ材料。样品的相结构对电导率有很大的影响，在1450oC高压烧结10min得到了立方相与少量四方相的样品，由于具有很高的致密度，得到了相对高的低温电导率。而在1000oC高压烧结10min后的样品，其相结构转变为四方相和单斜相，电导率也相应降低。高压烧结后的样品在1650oC常压退火后，样品又回复到立方相，其电导率又相应提高。 磷灰石结构化合物由于烧结温度很高，也可以通过高压烧结的方法在低温下得到致密烧结体。本论文中，采用高压烧结的方法得到了致密的纳米La9.33Si6O26块体材料，并与常压烧结的样品进行比较，其电导率得到了提高。但是和文献报道值比较，其电导率还是相对较低。这主要是由于样品中含有少量La2SiO5杂相。提高样品的纯度将更有利于电导率的提高。 作为固体电解质的氧化铋基材料极大地吸引了人们的兴趣。本文通过溶胶凝胶法合成了Bi2Ga4O9化合物，首次研究了它的电学性质和化学稳定性。电导率随氧分压的减小而减小，表明化合物中p型电子导电的存在。在500oC时，化合物的离子迁移数小于0.50，化合物是混合导体。

稀土氟化物和钨酸盐纳米/微米材料的合成和发光性质研究

在现代化学和材料科学中，纳米/微米材料的尺寸和形貌控制引起了学术界的广泛关注，如何合理控制材料的定向生长，调节其组成、形貌、尺寸以及维度，进而更好的理解晶体生长的复杂现象、揭示其潜在的基本理论和原理并最终实现按照人们的设计合成功能材料具有十分重要的意义。本论文在稀土氟化物和钨酸盐纳米/微米材料的设计合成、形貌控制、形成机制以及发光性质等方面进行了一些探索性的研究。 发展了一种简单、整体、没有模板、环境友好的水热方法合成系列稀土氟化物。用有机添加剂柠檬酸钠(Na3C6H5O7•2H2O)作为配位剂和形貌控制剂，通过改变氟源(NaF, NH4F或NaBF4)和最初溶液的pH值，得到了具有不同成分、晶体结构、尺寸和形貌的稀土氟化物，包括二元氟化物LnF3 (Ln = La-Lu)和三元氟化物NaREF4 (RE = Y, Yb, Lu)；首次研究了具有各种晶体结构和形貌的含镱(Yb)和镥(Lu)的二元和三元氟化物的可控合成；对各种产物可能的形成机理进行了合理、系统的讨论；并对各种基质中Eu3+, Tb3+掺杂的下转换和Yb3+/Er3+, Yb3+/Ym3+共掺杂的上转换发光性质进行了详细的研究。由于具有优良的荧光性质和可控的形貌和尺寸，这些发光材料可能在光显示、光发射二级管(LEDs)、固体激光器等领域有着潜在的应用价值。这些研究结论不仅丰富了稀土氟化物化学的内容，而且探索了纳米/微米材料的晶体生长规律和形成机理。 采用超声化学途径合成了CaWO4, CaWO4:Eu3+和CaWO4:Tb3+亚微米尺寸的球形荧光粒子，详细讨论了合成材料的结构、形成机理、光致发光、阴极射线发光性质以及能量传递现象，为其它钨酸盐的合成提供了新的思路。

吡唑酮衍生物的稀土配合物光致和电致发光性能研究

稀土配合物的发光具有发射带窄、色纯度高、峰发光位置不受配体环境变化的影响、发光不受温度影响等特点，而且发射峰覆盖400-1800纳米的可见区和近红外区，因此可以作为有机电致发光器件的发光层材料。现在的研究大多集中于铕、铽配合物的电致发光器件研究，对于近红外稀土配合物的电致发光以及发白光的镝配合物研究相对较少，但是近红外发光的稀土铒、钕、镱在光通讯、激光技术、生物医学、荧光探针等方面具有特殊的应用前景。在本论文中主要阐述了新型稀土配合物的设计与合成、在器件方面的应用以及器件结构机理的研究。 在本论文中，我们主要研究吡唑酮的衍生物配体对于稀土离子的敏化激发作用。通过配体基团的改性，得到发光更有效的新型稀土配合物。首先，合成了配体PM，并选择TP、Phen、Bipy、Bath做第二配体制备镝、铒、钕、镱、钐等的配合物。解析了配合物的晶体结构，测试得到了各种配合物的光致发光性能，系统分析了几种配合物中配体到中心稀土离子的能量传递过程，研究了配体对稀土的敏化机制。其中镝配合物显示近白光的发射，色坐标为x=0.35，y=0.40，以此配合物为发光层的器件显示明亮的白光，最大发光亮度为527cd/m2，是目前已经报道的镝配合物器件中，性能最突出的一个。 设计合成了配体PT、PC、PF，利用TP和Bath做中性配体与镱离子形成配合物YbPT3Bath、YbPT3TP、YbPC3Bath，它们都显示977纳米的近红外发射。经过分析发现，配体对镱离子的敏化过程是通过电子转移的机制来完成的。通过几种镱配合物发光强度对比发现YbPT3Bath、YbPC3Bath的发射最强。首先将YbPT3Bath用于电致发光器件中，发现其具有较好的电子传输特性，而且YbPM3TP2具有较好的空穴传输特性。因此，我们将这两种配合物结合制备了双发光层电致发光器件，得到的器件比单发光层器件的性能提升了若干倍。我们认为，双发光层器件结构改善了载流子的传输和最终的复合，使得激子在发光层内形成，提高激子激发发光层材料的效率。最后，利用这种双发光层器件结构得到了辐照度比较理想的镱配合物近红外器件。 对ErPM3TP2、NdPM3TP2配合物的发光性能做了系统研究。首先，分析了它们的晶体结构，得到了具体的晶体参数和结构组成。二者在紫外区的吸收光谱都显示为配体的吸收，在紫外区之后出现了稀土离子的特征吸收峰，由此我们利用Judd-Ofelt理论分析计算了Er3+、Nd3+离子在这个配位环境中的振子强度参数，最后得到Er3+、Nd3+离子从激发态能级到下能级的电偶极跃迁辐射几率以及相应的自然寿命值。利用这两种配合物做为发光层材料制备了系列近红外电致发光器件，得到理想的辐照度强度，证明它们在制备近红外器件方面具有潜在应用价值。

几种稀土氟化物和氧化物纳米发光材料的制备、性能及其应用探索研究

目前，纳米材料已经应用于很多医药和生物领域，诸如临床诊断、药物传送、体内体外荧光标记等。稀土离子掺杂的纳米材料因其独特的发光性质已被认为是有前景的生物荧光标记，二氧化硅作为环境友好发光材料也受到越来越多的重视。本论文合成稀土离子掺杂的下转换和上转换发光纳米材料，并进行表面功能化，使之连接生物药物小分子，以期作为荧光标记。同时采用不同方法制备不同大小的二氧化硅球，并研究其发光性质。 采用多醇法成功地制备出结晶程度高的CeF3:Tb3+纳米粒子。氧化硅和胺基硅烷包覆使纳米粒子具有胺基功能化，然后通过SOCl2成功地活化生物素使之连接到纳米粒子上并随之与亲合素键合。胺基功能化的CeF3:Tb3+ 纳米粒子发光产生严重的猝灭，而生物分子与纳米粒子结合后发光得到很大程度上的恢复。生物功能化的CeF3:Tb3+ 纳米粒子能很好地分散在水中，为这些CeF3:Tb3+ 纳米粒子作为生物荧光探针奠定了基础。同时以P123为结构导向剂，介孔氧化硅成功地包覆CeF3:Tb3+ 纳米粒子。介孔氧化硅层存在部分有序的六方介孔体系和部分微孔结构，该复合物保持绿色荧光性质并具有相当大的孔容和大的表面积。布洛芬能载入复合物的孔道中，在24 h内释放完全。因此，这类复合物可以在靶向的药物传送体系中具有潜在的应用价值。 利用多醇法制备出NaYF4:Yb3+, Er3+ 纳米粒子。NaYF4:Yb3+, Er3+ 纳米粒子进行胺基功能化，并通过氧化寡糖链成功地活化亲合素，使之连接到胺基功能化的纳米粒子上。生物功能化的 NaYF4:Yb3+, Er3+纳米粒子仍保持较好的上转换发光性质，可以作为生物体系的荧光探针。另外用 P123作为结构导向剂和助表面活性剂PVP 或 TMB 成功地使NaYF4:Yb3+, Er3+ 纳米粒子包覆介孔氧化硅。外层氧化硅层有介孔结构。该复合物保持红色荧光性质，并具有大的孔容、表面积。布洛芬能载入复合物的孔道中，在12 h内完全释放。 通过高温溶剂法合成出YVO4:Eu3+ 纳米粒子。粒子结晶程度高，为椭球形状，长轴为80 nm，短轴为43 nm。YVO4:Eu3+ 纳米粒子的荧光发射跃迁主要源于5D0能级。FT-IR 谱和 XPS 谱表明纳米粒子表面的配体为油酸和油胺分子。Eu3+ (5D0 level) 寿命因表面有机配体的存在比体材料的寿命短。 成功地制备出不同大小的纳米至亚微米尺度且具有发光性能的单分散二氧化硅球，其尺寸随胺基浓度的增加而增大。烧结后粒子仍保持单分散性，但其尺寸缩小。烧结后的二氧化硅球含有C杂质。亚微米尺度的二氧化硅球的发射带最大值随氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）浓度的增加而红移，但是纳米尺度的二氧化硅球的发射带最大值红移更大。单分散二氧化硅球发光原因归于二氧化硅结构中存在的碳和氧缺陷。

溶胶-凝胶软石印法制备稀土发光薄膜及其图案化

利用溶胶-凝胶法合成了一系列稀土离子掺杂的发光薄膜，包括三元氧磷灰石稀土硅酸盐Ca2RS（SiO4）6O2（R＝YGd）体系，YVO4体系，LaPO4体系以及钒磷酸盐形成的固熔体体系1并研究了稀土离子Eu3+，Tb3+，Dy3+，Sm3+，Er3+和类汞离子Pb2＋在这些薄膜中的发光性质和能量传递性质。同时利用软石印法结合毛细管微模板技术实现了发光薄膜的图案化。SEM以及AFM结果表明，利用溶胶一凝胶法制备的发光薄膜表面致密均匀，无开裂。通过增加镀膜溶液的粘度、镀膜的次数可以有效的控制薄膜的厚度，使其达到理想的范围。由此可见溶胶一凝胶法是一种比较理想的制备发光薄膜的方法。在三元氧磷灰石稀土硅酸盐Ca2R8（SiO4）6O2（R＝YGd）体系中，稀土离子Eu3+，Tb3+在Ca2Y8（SiO4）6O2基质中占据低刘·称性格位6h（Cs）和4f（C3），并以其特征的红光发射（5Do-7F2）和绿光发射（5D4-7F5）为主。Eu3+，Tb3+发光的最佳浓度分别为Y3+的10mol％和6mol％，Ca2Y8（51O4）6O2:Eu3＋薄膜样品的发光强度和寿命随着烧结温度的升高而增加，Ca2Y8（SiO4）6O2:Tb3+薄膜样品的发光强度和寿命在800℃时最大，随后又随烧结温度的升高有所下降，Pb2＋可以敏化Ca2Gd8（SiO4 ）6O2中Gd3+的基质晶格，通过Pb2＋→Gd3十→（Gd3＋）n→A3＋形式传递和转移能量。在YVO4体系中，利用Pechini溶胶一凝胶法以无机盐为主要原料，柠檬酸为络合剂，利用聚乙二醇调节镀膜溶液的粘度，制备了YvO4:A（A＝Eu3＋ Dy3＋，Sm3＋，Er3＋）纳米发光薄膜。结合软石印法，通过简单工艺实现了发光薄膜图案化烧结过程中图案化薄膜有一定程度的收缩，存在一定的缺陷。得到的条纹在紫外灯下发出明亮的红光。掺杂的稀土离子在YVO4薄膜中显示它们特征发射，同时VO43-和稀土离子之间存在能量传递。Dy3＋，Sm3＋，Er3十发光的最佳浓度皆为Y3+的2mol％，这三者的发光淬灭是由交叉驰豫引起的。在LaPO4发光薄膜中，Etl3+以591nm的5Do-7Fl跃迁发射为主，呈现红橙光；Tb3＋以543nm的5D4-7F5发射为主，属于绿光发射。Ce3＋则由其特有的5d-4f双峰发射组成。Tb3＋和Eu3+掺杂的样品发光强度和荧光寿命随烧结温度的升局而增加。Tb3+和Eu3+的寿命曲线符合指数衰减，但Tb3十在LaPO4:Ce，Tb薄膜中，所得的寿命曲线不符合单指数衰减。Ce3+和Tb3+之间存在吸收能量传递。通过计算得到能量传递效率可以达到95％以上。XRD结果表明，从x＝0到x＝1 YVxP1-xO4:Eu3+薄膜形成了一系列具有错石结构的固熔体。在YVxP1-xO4:Eu3+（0≤x≤1）系列薄膜中，随着x值的增加，Eu3+的发光强度和红橙比逐渐增大。除x＝0，其它的Eu3+的红橙比都大于1，说明在发射光谱中，以Eu3+禁戒5Do一7F2电偶极跃迁为主，Etls十在基质中处于低对称性格位。当x＝0时，即Y0.98Eu0.l2PO4薄膜中，Eu3+，仍处于D2d低对称性格位，但5D0一7FI橙光发射却比SD0一7F2红光发射强。x对Y0.98Eu0.02VxP1-xO4（0≤x≤l）薄膜寿命曲线有很大的影响，当0≤x≤0.5时，Eu3+5 D0-7F2发射呈单指数衰减；当x≥0.6时，Eu3+5D0-7F2发射的衰减曲线比较复杂，不能用单指数拟合。YVxP1-xO4:A3＋（0≤x≤1，A＝Er，Sm）薄膜中，由于存在VO43-A3+，以及VO43-（VO43-）n-A3+（n≥1）形式的能量传递，同时由于浓度淬灭，VO43-的蓝光发射在0.1≤x≤1范围内，随x的增加而减弱，当x＝1时，VO43-的蓝光发射被完全淬灭，而A3+发光强度随x的增加而增加。在RVO4:A3+（R＝Y，La，Gd，A＝Eu，Sm，Er）纳米发光薄膜中，R对稀土离子发光性质的影响主要是由于基质晶体结构的不同。A3+在YVO4和GdVO4中属于D2d对称性，在YVO4和GdVO4薄膜中A3+的光谱性质基本相同，而LaVO4属于单斜晶系，具有独居石结构。A3+在LaVO4中属于C1对称性。C1对称性比D2d对称性低，A3+的发光光谱中谱线的位置以及谱线的劈裂数目都略有不同。由于Gd3+和发光离子之间的能量传递，A3+在GdVO4基质中的发光最强。

长余辉发光材料的合成，缺陷及发光性质

近十年间，长余辉发光材料备受人们关注，其研究和开发得到了迅猛的发展。究其原因，长余辉材料是一种新型能量存储与电子俘获材料，它不仅可以应用到紧急照明与显示等传统领域，而且在高能射线探测、光纤温度计、工程陶瓷的无损探测以及超高密度光学存储与显示等高新科技领域具有潜在的应用价值。这一时期，研究兴趣主要集中在稀土离子特别是Eu2+激活的蓝色和绿色长余辉材料如铝酸盐、嫁酸盐、硅酸盐、硅铝酸盐、锗酸盐及氧化物等体系，而严重医乏红色长余辉材料。长余辉发光主要由三个过程，也就是能量吸收、能量存储与能量释放即余辉发光组成。而整个过程主要涉及两个中心，即发光中心和陷阱中心，它们之间的能量传递是产生余辉发光的主要原因。因此，本论文围绕这两个中心，选择以下两个角度为切入点：（a）选择具有较高发光性能的现有荧光体，通过各种辅助激活离子的共掺杂，主动引入陷阱中心；（b）选择具有丰富陷阱中心的现有荧光体，主动引入具有余辉发光性能的主激活离子，致力于新型长余辉特别是红色长余辉发光材料的开发，最终获得了红、绿、蓝三色共十种长余辉体系。其中，新型红色长余辉体系有：β-Zn3(PO4)2:Mn2+、γ-Zn3（PO4）2:Mn2+、Zn3B2O6:Mn2+和Y2O3：Eu3+；新型绿色长余辉体系有：Ca8Mg（SiO4）4Cl2:Eu2+、Zn4B6O13:Mn2+、α-Zn3(PO4)2：Mn2+和Zn2SiO4:Mn2+。我们还对已有红色长余辉体系Y2O2S:Eu3+和caO：Eu3＋进行了余辉性能的改善。在合成上述长余辉材料的基础之上，详细地分析并研究了组成、结构、缺陷和余辉性能之间的关系，得到了影响长余辉发光的一般规律。此外，首次在多晶粉末中报道了β-Zn3(PO4)2:Mn2+，Ga3+和Zn2SiO4:Mn2+，Al3+的红色和绿色光激励长余辉发光现象。

介孔材料的合成、性能以及应用

自从1992年美孚公司成功地研究开发出介孔材料M41S后，由于其具有不同寻常的结构特点-比较均一的孔径（2-50nm）而且连续可调、较高的比表面积、较大的孔体积、孔的长程有序性以及较好的热稳定性等，具有巨大的潜在应用价值，立即引起了全世界的关注。目前，世界各国的研究主要集中在研究介孔材料的特性、形成机理、介孔材料形貌、结构和孔径的控制、新一代介孔材料的研究开发、介孔材料的改性以及介孔材料的应用等方面。本论文主要在介孔材料的合成、性能以及应用方面开展了研究。选用头尾都是憎水的三嵌段共聚物为模板制备出具有三维无序虫状孔道的介孔材料和以有孔氧化铝膜为模板制备了形态可控的介孔材料，即具有介孔结构高有序纳米管。采用一步法合成了介孔Ag／silica和Y2O3：Eu／silica材料，采用基底受限法制备了银和Y2O3：Eu纳米粒子，同时研究了Ag／silic。作为催化剂时催化性能。（1）在酸性条件下，利用头尾都是憎水的三嵌段共聚物SBS为模板、TEOS为硅源，分别选用丁酮和甲苯作选择性溶剂，通过微乳技术制备出具有三维无序虫状孔道的介孔硅材料。我们通过在SBS胶束溶液中加入TEOS／水的油水混合乳液使SBS胶束与TEOS／水混合乳液之间形成一个界面，从而使TEOS这个界面上完全水解而且生成的小分子硅齐聚物包附在SBS胶束的外表面。经过加热则使TEOS凝聚同时形成具有介孔结构的SBS／硅材料。最后，通过锻烧以移除SBS，从而得到介孔硅材料。在选用甲苯作溶剂，研究发现随着SBS用量的增加或形成胶束温度的升高比表面积、孔体积和孔径等都相应减小。因此，这两个参数可以方便地调节介孔材料的孔径、表面积和孔体积等，进而更好地控制介孔材料的性能。所制备介孔材料的壁厚与SBS用量和形成胶束温度无关，且均超过IOnm，因而材料具有较好的热稳定性，这有利于其进一步在催化剂、吸附和分离等领域应用。（2）以有孔的氧化铝膜为模板制备了具有介孔结构高有序纳米管，即在加热条件下将P123一TEOS薄膜通过毛细力引入有孔的氧化铝膜孔内，同时根据优先润湿机理使P123一TEOS组分润湿氧化铝孔的内壁并同时伴随嵌段共聚物胶束的重排、TEOS组分的凝聚收缩，随后通过烧结手段除去嵌段共聚物、通过溶解手段除去氧化铝模板，这样便在硅基底上得到了形态可控的介孔材料即有序排列的具有介孔结构的纳米管。在一定时间范围内，退火时间对纳米管的形成和生长高度有一定的影响。纳米管垂直于硅基底且纳米管套内的介孔以六方形式排列在整个纳米管套同时介孔孔道相互平行，所制备的纳米管能保持受限在氧化铝模板时的尺寸而且稳定地粘附在硅基底上。（3）在酸性条件下，采用一步法即在模板剂（P123）形成胶束之后，加入硝酸银或氧化铺和氧化忆混合物同P123胶束形成新的复合体，随后加入硅源（TEOS）以包附在复合体的外表面，从而形成具有介孔相的复合物，通过热处理我们分别制备了高有序的具有二维六方结构的介孔Ag／silica和Y203：Eu／silica材料，其中金属银或YZO3：Eu纳米粒子分散在有序的介孔孔道内。二者的比表面积、孔体积和孔径分别为786m2／g、1．22cm3／g、6．Znm和791m2／g、0．95cm3／g、3．snm。另外，我们采用基底受限法，利用旋涂法分别使介孔Ag／silica和YZO3：E记silica材料分散在硅基底上，通过溶解法除去硅墙后便得到了没有聚集的且具有狭窄粒径分布的金属银（2．5-5．snm）和姚03：Eu（1．5-3．onm）纳米粒子。原子力显微镜（AFM）证实所得到的纳米粒子呈现良好的分散状态，具有狭窄的粒径分布而且粒子尺寸都小于其介孔材料孔径。（4）分别用一步法制备的介孔Ag／SBA－－15材料和金属银作为甲醇氧化制备甲醛反应的催化剂，利用甲醇转化率表示催化剂活性、甲醛和二氧化碳产率表示催化剂选择性来研究二者催化性能。由于具有高的比表面积（786扩／g）、较大的孔体积（1．22cm3／g）、较大的孔径（6．2nm）、狭窄的孔径分布和有序的介孔孔洞等特性，在反应温度473K-723K范围内，同本体银作催化剂相比尽管银仅占体系总重量的0．94wt％，介孔Ag／silic。材料却显示出极高的催化活性和催化选择性。

掺铒纳米晶硅和掺铒非晶纳米硅薄膜的发光性质

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备含有纳米晶硅的SiO2(NCSO)和含有非晶纳米硅颗粒的氢化非晶氧化硅(a-SiOx:H)薄膜.采用离子注入和高温退火方法将稀土Fr掺入含有纳米晶硅(nc-Si)和非晶纳米硅(a-n-Si)颗粒的基体中.利用IFS/20HR傅里叶变换红外光谱仪和微区拉曼散射光谱仪研究含有纳米晶硅和非晶纳米硅颗粒的薄膜掺稀土前后的发光特性.结果表明来自nc-Si在800 nm的发光强度比来自a-SiOx:H基体中非晶纳米硅的发光强度高近一个数量级,而来自a-SiOx:H在1.54 μm的发光强度比NCSO高4倍.还研究了掺铒a-SiOx:H薄膜中Si颗粒和Er3+的发光强度随退火温度的变化,结合掺铒纳米晶硅和非晶纳米硅薄膜发光强度随Er掺杂浓度变化和Raman散射等的测量结果,进一步明确指出a-Si颗粒在Er3+的激发中可以起到和nc-Si同样的作用,即作为光吸收介质和敏化剂的作用