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。

采用高温固相反应法合成了不同Tb3+掺杂浓度的CaLuBO4∶xTb3+荧光粉, 研究了样品的晶体结构和发光性质。在紫外光激发下, 样品的发射光谱由Tb3+离子的5D3→7FJ (J=6, 5, 4)和5D4→7FJ′ (J′=6, 5, 4, 3)特征发射组成, 其中位于545 nm和554 nm 附近的5D4→7F5跃迁发射强度最大。荧光粉的激发光谱是由位于紫外区的Tb3+的4f-5d 和f-f 跃迁构成的。研究了Tb3+浓度对样品发光性质的影响。测量并分析了CaLuBO4∶xTb3+荧光粉的5D3能级和5D4能级荧光寿命。结果表明, CaLuBO4∶xTb3+是一种适于紫外激发的新型黄绿光荧光粉。

利用原位还原法成功制备了尺寸均一、超薄完整金壳包覆的NaYF4∶Yb,Er@SiO2@Au(NSA)纳米结构, 其XRD、TEM、EDX、HRTEM-HAADF、Mapping及吸收光谱表征结果表明, SiO2壳及纳米金壳的平均厚度分别约为5 nm和2 nm。在980 nm连续激光激发下, 系统研究了核壳结构的上转换荧光强度与氯金酸浓度的依赖关系。稳态光谱结果显示, NSA与仅SiO2包覆样品(NS)相比Er3+的红绿荧光强度均增强了～2.8倍。通过分析上转换荧光动力学过程及利用FDTD方法模拟, 讨论了表面等离激元增强上转换荧光的机制。

采用水热法制备了Mn2+/Fe3+共掺杂的NaYF4上转换纳米晶, 通过改变掺杂浓度来调控晶相、晶粒尺寸以及上转换荧光发射强度。以Fe3+共掺杂的上转换纳米晶为晶核, 通过改变反应时间来调控SiO2壳厚度, 观察到上转换荧光发射强度在反应4 h的条件下出现最大值。Mn2+/Fe3+共掺杂的上转换纳米晶样品整体上转换荧光强度分别提高到3.7倍和4.5倍, 同时Fe3+共掺样品的红色上转换荧光增强近7倍。基于近红外980 nm激光激发下的稳态光谱研究, 提出Yb3+-过渡族离子和Er3+之间的能量传递以及晶场对称性的改变引起了这种增强效应, 随着过渡族离子掺杂浓度的增加, 过渡族离子之间的交换相互作用导致上转换荧光的猝灭。

用高温固相反应法合成了M2EuxLn1-xAlO5(M=Ca，Sr，Ba，Ln=La，Lu，Gd)荧光粉，研究了荧光粉的发光性质。在紫外光和近紫外光激发下，样品的发射光谱由Eu3+的5D0→7FJ (J=0，1，2，3，4) 特征发射组成。其中Eu3+离子位于590 nm附近的5D0→7F1和位于620 nm附近的5D0→7F2跃迁发射的强度最强。荧光粉的激发光谱都是由O2--Eu3+电荷迁移带和Eu3+的f-f 跃迁构成的。M2EuxLa1-xAlO5(M=Ca，Sr，Ba)的O2--Eu3+的电荷迁移带的峰位按Ca、Sr、Ba顺序向长波方向移动。研究了用La、Gd和Lu替代Sr2EuxLn1-xAlO5中Ln的位置对样品发光的影响。给出了Eu3+浓度对发光强度的影响。分析了Sr2EuxLa1-xAlO5和Sr2EuxGd1-x-AlO5的荧光寿命。

用高温固相反应法合成了Ba2SiO4∶xCe3+,yMn2+（x=0～0.2, y=0～0.15）荧光粉，研究了荧光粉的晶体结构和发光性质。在紫外光激发下，Ba2SiO4∶xCe3+的发射光谱为位于384 nm附近的宽带。Ba2SiO4∶Mn2+样品的发射光谱位于376 nm的宽带较强，红光发射极弱。在Ce3+和Mn2+共掺的Ba2SiO4∶xCe3+,yMn2+样品中，位于606 nm附近的红光发射较强，来源于Mn2+的4T1(4G)-6A1(6S)跃迁。这说明Ce3+离子将部分能量传递给了Mn2+离子，有效地敏化了Mn2+离子的发光。当Ce3+的摩尔分数为0.2、Mn2+的摩尔分数为0.075时，Ba2SiO4∶xCe3+,yMn2+荧光粉位于606 nm的Mn2+的发射峰最强。

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。

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.

将具有氨基功能团的不对称中位四苯基卟啉以共价嫁接的形式固载于介孔二氧化硅薄膜。当将含有卟啉化合物的介孔薄膜材料置于酸性或碱性溶液中并取出时, 卟啉在酸性或碱性环境中的状态会被完整的保存下来, 进而实现对具有逻辑记忆功能的反馈回路(Feedback loop)的模拟。这种分子逻辑器件兼具了介孔薄膜材料的优异性质: 相对较大的表面积不但有利于输入介质与响应单元更有效地接触, 还有益于输入介质的彻底清除, 避免其残留下来影响下次逻辑输入; 周期性排布的均一孔道结构更加有利于器件的后期加工; 高的透过性使得输出(Output)更容易被光学仪器所检测。