稀土元素和微观缺陷对立方氧化锆晶体发光性能的影响
批准号:
11975004
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
邓文
依托单位:
学科分类:
核技术及其应用
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
邓文
中文摘要
稀土元素和微观缺陷是决定光学晶体发光性能的关键因素。采用光学浮区炉生长稀土掺杂氧化钇稳定氧化锆(简称RE:YSZ,RE= Nd3+, Yb3+, Er3+, Ho3+, Tb4+) 激光晶体以及Er3+:YSZ、(Er3+, Yb3+):YSZ上转换发光晶体。以XRD表征RE:YSZ的晶体结构。测量RE:YSZ晶体的符合正电子湮没辐射多谱勒展宽谱,提取稀土元素4f电子的信息;测量RE:YSZ晶体的正电子寿命谱,获取晶体内部的缺陷类型、开空间和浓度等信息;测量RE:YSZ晶体的电子顺磁共振谱,研究稀土离子的超精细相互作用。测量RE:YSZ晶体的吸收和发射光谱以及 Er3+: YSZ、(Er3+, Yb3+):YSZ晶体的上转换发光光谱。采用第一性原理计算它们的电子结构和光学性质。研究电子结构、稀土离子4f电子、超精细相互作用、微观缺陷等对RE:YSZ晶体光学性能和热学性能的影响。
英文摘要
Rare earth elements and microdefects are the key factors to determine the luminescence properties of optical crystals. High quality of yttria stabilized zirconia single crystals doped with different contents of rare earth elements ( hereinafter referred to as RE:YSZ, RE= Nd3+, Yb3+, Er3+, Ho3+, Tb4+) for laser crystals , and Er3+: YSZ, (Er3+,Yb3+):YSZ single crystals for upconversion luminescence materials will be grown by an optical floating zone furnace. The crystal sructures will be charactered by XRD. The behavior of 4f electrons of the rare earth elements in the RE:YSZ crystals will be extracted from their coincidence Doppler broadening spectra of positron annihilation radiation. The type, the open volume and the concentration of micro-defects in the RE:YSZ crystals will be analysed by measuring their positron lifetime spectra. The hyperfine interactions of the RE:YSZ crystals will be charactered by measuring their EPR spectra. The luminescence properties of the RE:YSZ crystals will be studied by measuring their absorption, emission and excitation spectra. The upconversion luminescence spectra of Yb3+:YSZ and (Er3+,Yb3+):YSZ single crystals will be measured and analyzed by using Zolix fluorescence spectrophotometer. The electronic structures and the optical properties of the RE:YSZ crystals will be calculated by the first principles of plane wave ultra-soft pseudo-potential technology based on density function theory. The effects of the electronic structures, microdefects, the 4f electrons of the dopant ions, the hyperfine interactions on the optical properties and thermal properties of the RE: YSZ single crystals will be studied.
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DOI:
10.1016/j.jmst.2023.10.038
发表时间:
2023-12
期刊:
Journal of Materials Science & Technology
影响因子:
--
作者:
[Limin Wu;Zeyu Cheng;Shoulei Xu;Wen-Xin Wu;Yazhao Wang;Huiting Zhang;Zhonghua Zhu;Ninghan Zeng-Ninghan]
通讯作者:
Limin Wu;Zeyu Cheng;Shoulei Xu;Wen-Xin Wu;Yazhao Wang;Huiting Zhang;Zhonghua Zhu;Ninghan Zeng-Ninghan
DOI:
10.1016/j.optmat.2021.111827
发表时间:
2021-11
期刊:
Optical Materials
影响因子:
3.9
作者:
[Wen-Xin Wu;Daini Wang;Yihua Pan;Yuhua Yang;Peng Zhang;Shoulei Xu;B. Goodman;W. Deng]
通讯作者:
Wen-Xin Wu;Daini Wang;Yihua Pan;Yuhua Yang;Peng Zhang;Shoulei Xu;B. Goodman;W. Deng
DOI:
10.3390/cryst12030415
发表时间:
2022-03
期刊:
Crystals
影响因子:
2.7
作者:
[Yuhua Yang;Shoulei Xu;Si-Qiu Li;Wen-Xin Wu;Yihua Pan;Daini Wang;X. Hong;Zhe Cheng;Wen Deng]
通讯作者:
Yuhua Yang;Shoulei Xu;Si-Qiu Li;Wen-Xin Wu;Yihua Pan;Daini Wang;X. Hong;Zhe Cheng;Wen Deng
Growth, structure and optical spectroscopic properties of dysprosia-doped cubic yttria stabilized zirconia (YSZ) single crystals
掺镝立方氧化钇稳定氧化锆(YSZ)单晶的生长、结构和光学光谱性质
DOI:
10.1016/j.jlumin.2020.117766
发表时间:
2021-03
期刊:
Journal of Luminescence
影响因子:
3.6
作者:
[Xing Hong, Shoulei Xu, Xiangyu Wang, Daini Wang, Siyao Li, Bernard A. Goodman, Wen Deng]
通讯作者:
Wen Deng
DOI:
10.3390/cryst13081273
发表时间:
2023-08
期刊:
Crystals
影响因子:
2.7
作者:
[Huiting Zhang;Zhonghua Zhu;Shengdi Ta;Ninghan Zeng;Limin Wu;Wen-Xin Wu;P. Zhang;Shoulei Xu;B. Goodman;Wen Deng]
通讯作者:
Huiting Zhang;Zhonghua Zhu;Shengdi Ta;Ninghan Zeng;Limin Wu;Wen-Xin Wu;P. Zhang;Shoulei Xu;B. Goodman;Wen Deng
共 19 条
钛宝石激光晶体的缺陷、超精细相互作用及其光学性能研究
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批准号:12175047
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项目类别:面上项目
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资助金额:64万元
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批准年份:2021
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负责人:邓文
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依托单位:
YAG晶体中掺杂离子和缺陷行为的正电子湮没研究
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批准号:11675043
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2016
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负责人:邓文
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依托单位:
符合正电子湮没技术研究ZnO压敏电阻中缺陷和3d电子
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批准号:11265002
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:52.0万元
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批准年份:2012
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负责人:邓文
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依托单位:
Fe-Ni合金中3d电子,超精细相互作用及其因瓦效应研究
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批准号:51061002
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2010
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负责人:邓文
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依托单位:
Fe-Al合金中3d电子行为及超精细相互作用研究
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批准号:10764001
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2007
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负责人:邓文
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依托单位:
硅基半导体中氧及缺陷行为的符合正电子湮没谱研究
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批准号:10564001
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2005
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负责人:邓文
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依托单位:
合金元素对TiAl合金中3d-3p电子交互作用的影响
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批准号:50361002
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2003
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负责人:邓文
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依托单位:
镍基合金中3d电子行为的实验研究
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批准号:50161001
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2001
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负责人:邓文
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依托单位:
合金元素韧化或脆化金属间化合物的正电子寿命判断
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批准号:59881003
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:11.0万元
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批准年份:1998
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负责人:邓文
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依托单位:
合金中成键电子密度、微观缺陷及其键组成的研究
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批准号:59561001
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:7.0万元
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批准年份:1995
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负责人:邓文
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依托单位:
国内基金
海外基金