将银膜和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及高增益的钙钛矿CsPbBr3集成一个平面光波导, 通过对体系的物理机理和光学特性研究,探索等离子体结构新应用的可能。实验结果表明, 随着体系结构的改变, 特别是对PMMA厚度的调制, 发现局域在银膜和钙钛矿CsPbBr3界面电磁场增强, 使得CsPbBr3激子的发光和辐射速率(Γ=τ-1)增强。我们用双指数衰减和描述系综衰减的延展模型分别进行了讨论, 发现二者有较大的差别。采用双指数衰减拟合求寿命没考虑系综的限域效应和银/CsPbBr3界面上传播表面等离极化激元(SPPs)引起的局域场增强, 所以在自由空间拟合得到的平均荧光寿命τavg在30~25 ns范围, 与先前报道结果接近。而用系综衰减的延展模型得到τavg在12~9 ns范围, 荧光寿命显著变小即辐射速率增强。上述研究对开发表面等离激元发光显示器件和光物理基础研究提供了依据。

研究了半导体纳米粒子(SNPs)-金属纳米颗粒(MNPs)耦合导致的SNPs的发光强度猝灭和荧光寿命增强潜在的物理机制, 并用传统Fster共振能量传递(FRET)理论描述和分析实验结果。光致发光光谱(PL)和时间分辨光谱观测表明, SNPs的PL强度发生了明显的猝灭, 荧光寿命从17.7 ns到30.8 ns延长了近2倍。这种杂化纳米结构表现出不同于杂化前各独立组分的新的协同相互作用光学性质。胶体化学使杂化SNPS-MNP纳米结构中SNPS和MNP构成一个新的单元称为等离激子激元(Plexciton)或激子等离子激元(Excimon), 这已在一系列杂化结构中被确认。基于泵浦-探测技术的飞秒瞬态吸收(TA)的实验结果证实了这种从激子-等离激元到等离激子的转换。实验结果分析表明, 传统Fster共振能量传递理论不能很好地描述实验结果, 在金属存在的情况下, 还需要对该理论进一步调整和改进。

采用高温固相反应法合成了YAG∶002Cr3+,yYb3+系列粉末材料, 研究了该系列材料在近红外区域的发光特性, 主要包括Cr3+, Yb3+的发光性质、Cr3+∶4T2和Yb3+∶2F5/2能级辐射跃迁寿命以及其布居时间的比较, 给出了Yb3+最佳掺杂量为10%。实验表明: 通过Cr3+→Yb3+能量传递, 实现了Yb3+在1 000 nm附近近红外发光的增强, 这对进一步提高c-Si太阳能电池转换效率打下了坚实基础。

光电遥感相机由于受到大气湍流，成像离焦，机械振动等影响，导致获取的遥感图像呈现降质模糊状态，在对遥感图像进行复原处理之后，需要评估图像的复原质量。提出了一种清晰度评价方法，通过对图像进行骨架边缘提取，计算出骨架边缘对应的像素数目，并以此作为图像的清晰度参数，将降质图像与复原图像的清晰度参数作对比，得出复原后图像的清晰度提升率。通过对不同遥感图像的实验，验证了使用该方法进行图像清晰度评估的有效性与可靠性，同时证实了该方法具有抗噪声性能以及对弱振铃波纹的抑制效果。

室温下观察了YAG∶Cr3+,Yb3+材料在近红外区域的发光特性,并通过对Cr3+:4T2和Yb3+:2F5/2能级辐射跃迁寿命以及它们布居时间的比较研究,提出了从Cr3+到Yb3+的能量传递机制,同时借助于能级图描述了从Cr3+到Yb3+的能量传递以及Cr3+和Yb3+的近红外发光过程.

室温下观察了YAG∶Ce和YAG∶Ce,Yb材料在可见以及近红外区域的发光特性,并通过对Ce3+的5d能级辐射跃迁寿命以及Yb3+的2F5/2能级布居时间和辐射跃迁寿命的比较研究,提出了光诱导的电荷转移态以及电荷转移辐射跃迁的能量传递机制, 同时借助于能级图描述了从Ce3+到Yb3+的量子剪裁近红外发光过程。

采用固态反应法制备了Gd3PO7∶Eu3+ 和 La3PO7∶Eu3+发光材料, 通过X射线衍射和SEM确定了样品的结构和形貌。 在真空紫外光的激发下, Gd3PO7∶Eu3+样品展示了较弱的基质吸收; 但在紫外光的激发下, Gd3PO7∶Eu3+显示了比La3PO7∶Eu3+更强的红光发射, 其原因是在Gd3PO7∶Eu3+中存在Gd3+到Eu3+的有效能量传递过程。两个样品的发射光谱峰值位于618 nm, 属于Eu3+的5D0→7F2跃迁。Eu3+在材料中处于较低的格位对称环境, 具有很好的色纯度。

采用EDTA辅助法合成了NaLuF4∶Yb3+,Er3+微米晶, 用X射线粉末衍射(XRD)对样品的结构进行了表征。XRD分析表明样品NaLuF4为六角相。研究了初始反应溶液的pH值对NaLuF4∶Yb3+,Er3+微米晶的组分、形貌和荧光性质的影响。在980 nm光激发下, 观察到了4G11/2→4I15/2、2H9/2→4I15/2、2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2发射, 荧光强度比I(2H11/2/4S3/2→4I15/2)/I(4F9/2→4I15/2)和I(4G11/2/2H9/2→4I15/2)/I(2H11/2/4S3/2→4I15/2)随着pH值的变化而变化。研究了样品的上转换发光机制。

用CTAB辅助水热法合成了四方相的SrWO4∶Eu3+纳米晶体。通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜等测试手段对样品进行了表征。SrWO4∶Eu3+纳米晶粒尺寸随着反应溶液中Eu3+离子和CTAB含量的增加而减小。在393 nm光激发下, 观察到5D0 →7FJ (J=1,2,3,4)和5D1→7F0跃迁, 并且5D0→7F2 跃迁的发射最强, 表明Eu3+在SrWO4基质中占据了非对称中心的格位。发射峰的位置与激发波长无关。

合成了NaYS2∶0.20Yb3+,0.03Er3+和NaYS2∶ 0.03Er3+粉末材料, 通过材料的Stocks和Anti-Stocks光谱, 研究了Er3+和Yb3+跃迁几率对激发方式的依赖特征, 以及局域环境对S2-Re3+(Re3+=Yb3+或Er3+)电荷迁移态的影响, 探讨了在共掺杂和单掺杂状态下Yb3+和Er3+间的能量传递和Er3+的Stocks和Anti-Stocks辐射跃迁机制。