陕西科技大学文理学院，半导体材料与器件研究中心，西安 710021
研究了Er2O3掺杂对ZnO-Bi2O3-Sb2O3-Co2O3-MnO2-Cr2O3-SiO2压敏陶瓷微观结构和电学性能的影响。Er2O3掺杂后，部分Er固溶于富Bi相中，对ZnO压敏陶瓷的晶界特性和电学性能产生了较大影响。随着Er2O3掺杂量从0.09% (质量分数)增大到0.35%，样品晶界电阻率不断减小，漏电流密度不断增大，双Schottky晶界势垒高度和非线性系数先增大后减小，击穿场强不断增大；当Er2O3掺杂量为0.27%时，所得ZnO压敏陶瓷非线性系数达到54.4±1.5，击穿场强为(470.1±2.8) V·mm-1，漏电流密度为(1.9±0.1) μA·cm-2，损耗角正切tanδ始终小于0.03，样品综合电学性能最优，性能参数标准偏差均较小，说明样品具有较好的制备可重复性，为Er2O3掺杂高性能ZnO压敏陶瓷的制备提供了借鉴。
1 重庆理工大学理学院, 重庆 400054
2 中国科学院重庆绿色智能技术研究院, 重庆 400714
3 中国科学院大学重庆学院, 重庆 400714
4 重庆邮电大学光电工程学院, 重庆 400065
化学气相沉积(CVD)是大尺度二维材料生长的有效方法, 但CVD过程不可避免地会产生高密度的空位缺陷, 影响材料的光电性能。本文利用碱金属卤盐辅助CVD法直接在p型Si(111)衬底上生长了毫米尺度和原子层厚的WS2。通过在钨源中掺入饱和ErCl3粉末, 得到Er掺杂WS2薄膜(WS2(Er))。结合光学显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱、能量色散X射线光谱、光致发光和拉曼光谱等技术对材料进行表征, 结果表明, 相比纯WS2, WS2(Er)薄膜的荧光强度获得数量级增长, 且中心波长大幅红移。荧光测试表明, 相比SiO2衬底上的WS2, 在Si衬底上生长的WS2的荧光特性出现了明显的电荷转移效应。基于SiO2衬底上的WS2和WS2(Er)场效应晶体管器件的光电测试结果表明, WS2(Er)场效应晶体管的光响应度为4.015 A/W, 外量子效率为784%, 均是同等条件下纯WS2器件的2 000倍以上。本工作对稀土掺杂二维材料的研究具有一定的参考意义。
化学气相沉积 二硫化钨 铒掺杂 单晶硅 荧光特性 光电特性 CVD WS2 Er doping single-crystal silicon fluorescent property photoelectric property
1 徐州工程学院材料与化学工程学院，徐州 221018
2 北京航空航天大学杭州创新研究院，杭州 310051
石墨相氮化碳(g-C3N4)的研究已成为光催化领域热点。本文以三聚氰氨为前驱体，采用甲醇回流法制备Er掺杂的g-C3N4催化剂。利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR DRS)、傅里叶红外光谱仪(IR)、荧光光谱(PL)、物理吸附(N2-physisorption)及共聚焦显微镜(CLSM)等手段对Er/g-C3N4催化剂进行系统表征。结果表明，稀土金属Er高分散于g-C3N4上，促使氮化碳表面氮空穴的产生。Er掺杂优化了氮化碳的能带结构，增强了其对可见光的吸收，提升电子-空穴对的分离效率，此外还发现Er/g-C3N4具有较强的上转换能力。在660 nm红光LED照射下，对罗丹明B的水溶液进行光催化降解，发现Er/g-C3N4的降解速率是g-C3N4的2.0倍，且发现超氧自由基为该体系中的主要活性物种。
铒掺杂 甲醇回流法 光催化 红光 上转换 降解活性 g-C3N4 g-C3N4 Er doped methanol-refluxing method photocatalysis red light upconversion degradation activity
中国科学院福建物质结构研究所中国科学院光电材料化学与物理重点实验室, 福建 福州 350002
人眼安全1550 nm 波段激光位于良好的大气传输窗口,以及室温工作的Ge和InGaAs探测器的探测灵敏区,可被广泛应用于激光雷达、激光测距和遥感测量等领域。利用激光二极管泵浦Er 3+掺杂晶体是一种直接输出1550 nm 波段紧凑型全固态激光的有效方法。本文主要综述了近年来采用Er 3+掺杂晶体作为增益介质的1550 nm波段全固态激光的研究进展,并对该波段激光的进一步发展进行了展望。
激光光学 铒激光 1550 nm波段激光 人眼安全激光 铒掺杂晶体
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 天津科技大学 应用文理学院, 天津 300457
首次提出了采用Er-Ta共溅、高温退火的方法, 在硅基二氧化硅表面制备高掺铒氧化钽(Er:Ta2O5)薄膜。利用棱镜耦合仪分析了铒掺杂浓度对Er:Ta2O5薄膜的折射率的影响, 结果表明: Er:Ta2O5薄膜的折射率随着Er掺杂浓度的增加而略微降低, 且所制备的薄膜没有明显的各向异性。在此基础上, 成功制备出Er掺杂浓度分别为0、2.5、5、7.5 mol%的硅基Er:Ta2O5脊形波导, 波导在1 550 nm波段可实现单模传输, 通过截断法得到波导在1 600 nm波长处的传输损耗分别为0.6、1.1、2.5、5.0 dB/cm。在所制备的Er:Ta2O5薄膜中, 尽管没有发现Er2O3结晶析出, 但薄膜中的Er3+会影响Ta2O5晶体的结晶程度, 进而增加波导的传输损耗。最终文中制备的掺杂浓度为2.5 mol%的硅基Er:Ta2O5脊形波导通过980 nm激光泵浦, 在1 531 nm信号波长下达到了3.1 dB/cm的净增益。
集成光学 铒掺杂 氧化钽薄膜 脊形波导 integrated optics Erbium-doping tantalum pentoxide film ridge waveguide 红外与激光工程
2017, 46(8): 0821002
宁波大学高等技术研究院红外材料及器件实验室, 浙江 宁波 315211
中红外相干光源在光谱学、遥感、生物和医疗以及**等诸多领域都有重要的应用前景和价值,而掺铒氟化物光纤(ZBLAN)激光器是实现2.7 μm中红外激光输出的有效途径之一。综述了2.7 μm掺Er∶ZBLAN 光纤激光器在连续激光输出、高功率脉冲激光输出、波长可调谐激光输出、以及调Q 和锁模激光输出等领域研究现况，并对其应用及发展前景进行了展望。
激光器 相干光源 ZBLAN 光纤 铒掺杂 激光与光电子学进展
2015, 52(9): 090004
Institute of Lightwave Technology, Beijing Jiaotong University, Bejing 100044, China
提出一种基于啁啾莫尔光纤光栅(CMFG)和掺铒光纤放大器(EDFA)的可调多波长激光器,其结构简单、降低了成本,并实验验证了室温下稳定的激光输出。作为波长选择器件,啁啾莫尔光栅具有优良的梳妆滤波特性,包括稳定的信道间隔、超窄的通带带宽,而且制作方法简单灵活。实验测得的光信噪比达到50dB,在一个小时的观测时间内,各波长激光输出的功率抖动均小于0.5dB,各信道的输出功率均衡,差值小于1dB。讨论了优化该激光器输出性能的方法,并用实验结果证明了基于啁啾莫尔光栅激光器结构的优势。
光纤光学 光纤激光器 铒掺杂 啁啾莫尔光栅
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130031
2 IFAC-CNR, Via Panciatichi 64, Firenze, Italy
将集成光学放大器用于光纤通信系统中是人们越来越感兴趣的课题,由此导致人们寻找与此相适应的稀土掺杂玻璃材料。给出了一系列Er3+/Yb3+共掺杂硅酸盐玻璃波导的制备和光谱特性的基本结果。平面和条型波导均由Ag+ Na+离子交换技术制备。光谱测量显示,所有样品在1532 nm都观测到了荧光发射峰,其半高谱宽为19 nm。用波长为514.5 nm 和 980 nm的激光抽运,测得多数样品中Er3+离子在亚稳态4I13/2能级上的荧光寿命均为7 ms左右。Er3+/Yb3+共掺杂玻璃的上转换均低于单掺Er3+玻璃。用250 mW,波长为980 nm的激光抽运3.5 cm长的条形波导,在1536 nm 波段下得到的最大净增益是5 dB,增益谱的半峰全宽是14 nm。
集成光学 铒掺杂硅酸盐玻璃 离子交换波导 光放大器
