Structural and dielectric properties of Ce-doped BaTi0.97Y0.03O₃ powders, with the chemical formulation (Ba1−xCex)(Ti(0.97−x/4)- Y0.03)O₃ such as x = 0%, 1%, 3%, 5%, 7% and 9%, produced by the sol–gel method, have been investigated. X-ray diffraction analysis showed that Ce3+ ions incorporated Ba sites until x= 7% indicating that this concentration represents a solubility limit of Ce3+ ions in BaTi0.97Y0.03O₃ matrix. Scanning electron microscopy (SEM) analysis showed a decrease in grain size down to the same concentration of 7%. Raman spectroscopy analysis showed the appearance of A1g mode, which we attributed to the effect of incorporation of Ce3+ and Y3+ in BaTiO₃ matrix. Dielectric measurements revealed that doping with cerium lowers the temperature of permittivity maximum at the ferroelectric-to-paraelectric transition (FPT) of the BaTi0.97Y0.03O₃ sample, and reaches a value that should be below 40∘C for x= 9%. Moreover, the phenomenon of dielectric resonance was observed on all Ce-doped samples, which was not the case with other dopants as reported in the literature.Structural and dielectric properties of Ce-doped BaTi0.97Y0.03O₃ powders, with the chemical formulation (Ba1−xCex)(Ti(0.97−x/4)- Y0.03)O₃ such as x = 0%, 1%, 3%, 5%, 7% and 9%, produced by the sol–gel method, have been investigated. X-ray diffraction analysis showed that Ce3+ ions incorporated Ba sites until x= 7% indicating that this concentration represents a solubility limit of Ce3+ ions in BaTi0.97Y0.03O₃ matrix. Scanning electron microscopy (SEM) analysis showed a decrease in grain size down to the same concentration of 7%. Raman spectroscopy analysis showed the appearance of A1g mode, which we attributed to the effect of incorporation of Ce3+ and Y3+ in BaTiO₃ matrix. Dielectric measurements revealed that doping with cerium lowers the temperature of permittivity maximum at the ferroelectric-to-paraelectric transition (FPT) of the BaTi0.97Y0.03O₃ sample, and reaches a value that should be below 40∘C for x= 9%. Moreover, the phenomenon of dielectric resonance was observed on all Ce-doped samples, which was not the case with other dopants as reported in the literature.

稀土共晶闪烁体是通过定向凝固晶体生长技术, 将具有不同折射率的两相制备成具有射线探测功能的共晶材料, 其中含有激活离子的闪烁体相的折射率高于基质相。在高能射线辐照下, 闪烁体相将入射高能射线转换成荧光, 然后, 荧光在闪烁体相和基底相的界面以全反射的形式实现定向输出, 从而有效提高辐射探测成像的空间分辨率。本工作采用微下降法成功生长得到3 mm×117.0 mm 的1.0%(原子数分数)Ce∶GdLu2Al5O12/Al2O3闪烁共晶样品。通过切割抛光加工得到3 mm×2.0 mm的共晶薄片, 并将该共晶薄片进行微观结构、能谱分析和荧光性能等表征和测试, 结果表明所得到的共晶样品由Ce∶GdLuAG和Al2O3两晶相构成, 微观结构呈现出“中国结”结构, 并在生长方向呈现出一定的有序排列。荧光光谱测试表明该共晶材料存在Gd3+-Ce3+间的能量传递, 具有典型的Ce3+辐射跃迁, 其中双宽峰发射峰最强位于560 nm。此外, 根据生长速率对共晶样品发射峰强、峰位以及荧光寿命影响, 优化出最佳下拉生长速率为4.0 mm/min。

以钛酸丁酯(C16H36O4 Ti)、蒸馏水、无水乙醇、冰乙酸、氧化镧(La2O3)和氧化铈(CeO2)为原料, 采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2和稀土元素掺杂的 TiO2复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、ICP-OES等离子体发射光谱元素分析、紫外-可见光谱仪和培养基扩散法对样品进行了表征和性能研究。 实验结果表明: 本实验成功制备了锐钛矿晶型的TiO2粉末和镧掺杂的二氧化钛粉末(La/TiO2), 因氧化铈微溶于酸, 没有溶解到溶液中, Ce基本没有掺入到二 氧化钛中, 所制备的粉末主要是锐钛矿型二氧化钛和氧化铈的混合物, 对TiO2的性能基本没有影响。La/TiO2粉末中La元素的含量为8.24%, 在300 min内 La/TiO2光催化罗丹明B溶液的脱色率提高达到91.2%, 对金黄色葡萄球菌有良好的抑制作用。

以抛光和“金字塔”织构表面的单晶Si(100)为衬底, 分别以Au和Au-Al为金属催化剂, 在温度为1 100 ℃、 N2气流量为1 500 sccm、 生长时间为15～60 min等工艺条件下, 制备了直径约为50～200 nm、 长度为数微米至数十微米和不同分布的Si纳米线。 然后, 利用CeO2粉末为掺杂剂, 在温度为1 100～1 200 ℃、 N2流量为1 000 sccm、 掺杂时间为30～60 min等工艺条件下对Si纳米线进行Ce掺杂。 实验研究了不同Si纳米线长度、 密度和分布等对Ce3+蓝光发射的影响。 室温下利用Hitachi F-4600型荧光分光光度计对样品的激发光谱和发射光谱进行了测试和分析, 同时利用FLS920全功能型荧光光谱仪对样品的荧光量子效率进行了测试。 结果表明, 在Si纳米线生长时间为30 min、 织构表面和密度相对较低时以及最佳激发光波长为328 nm时, 样品发射光波长为405 nm(5d→2F5/2)荧光强度较大, 实现了强的蓝光发射, 其荧光量子效率达到了65.57%。 通过光谱功率分布和CIE-1931标准公式进行计算, Ce掺杂Si纳米线样品的色坐标为(0.16, 0.03); 发光强度大, 量子效率高使其在照明、 显示等领域有着潜在的应用价值, 同时对Si纳米线在发光领域的研究和应用具有一定的参考价值。

提出了基于溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备掺铈石英闪烁光纤，将其作为辐射传感头，搭建了对伽马辐射敏感的光纤传感系统。通过改变溶胶-凝胶中铈元素掺杂浓度，分别拉制出Ce与Si的摩尔分数分别为0.14%和0.22%的闪烁石英光纤。利用137Cs 伽马辐射源，研究了闪烁光纤涂覆层、铈元素掺杂浓度及闪烁光纤长度等参量对辐射传感特性的影响。

采用水热-焙烧法制备了Ce掺杂的可见光响应的Bi2O3光催化剂(Ce-Bi2O3)。利用 XRD、FT-IR、XPS和 UV-Vis对不同Ce-Bi2O3样品进行了表征分析, 并以光催化降解金橙Ⅱ溶液为探针反应, 考察了Ce-Bi2O3的可见光催化性能。结果表明, Ce掺杂可以减小催化剂的禁带宽度, 使光谱响应范围向可见光拓展。掺杂的Ce可取代Bi2O3晶格中部分Bi, 形成Bi—O—Ce键, 并生成了少量铈铋复合氧化物(Bi7.38Ce0.62O12.31), 它们的存在有效地抑制了光生电子-空穴对的复合, 有助于提高Bi2O3的可见光催化活性。但焙烧时间过长将导致Ce-Bi2O3催化剂的表面发生烧结现象, 致使其催化活性降低。可见光照射下的金橙Ⅱ光催化降解实验表明, 经2 h焙烧后得到的Ce/Bi的量比为0.5 的Ce-Bi2O3催化剂具有最佳的光催化活性。

采用溶胶-凝胶浸渍提拉法分别在氧化硅和石英衬底上制备了Ce4+掺杂的二氧化钛(TiO2)薄膜, 在800℃的退火温度下保温30min。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及紫外-可见分光光度计, 对TiO2薄膜的结构和光催化性能进行了详细分析, 并且进行了对甲基橙的降解实验。研究结果表明: 掺杂后的薄膜由锐钛矿向金红石的相转变温度升高。随着掺杂浓度的升高, 薄膜经历了由颗粒粒度分明转变到薄膜形成好、未出现明显颗粒的过程, 且Ce4+掺杂摩尔百分数为10%的薄膜形成较好。随着Ce4+掺杂浓度升高, TiO2薄膜的光吸收峰先红移再蓝移, 紫外区吸收范围先增大后降低。掺杂后薄膜对甲基橙降解率均得到提高, 而掺杂10%降解率最大。