1 上海应用技术大学材料科学与工程学院, 上海 201418
2 北京工业大学激光工程研究院, 北京 100124
3 加州大学劳伦斯伯克利国家实验室, 加州伯克利 94720
钽酸镁(Mg4Ta2O9)晶体的衰减时间快于CdWO4晶体, 光产额及能量分辨率高于CdWO4晶体, 低余辉特性和CdWO4类似, 在0.01%/3 ms左右, 又由于Mg4Ta2O9晶体材料无毒性元素, 使其成为具有替代含有毒Cd元素的CdWO4晶体, 应用于集装箱安检领域的最佳候选材料之一。本文综述了Mg4Ta2O9晶体的结构特性、晶体生长、闪烁性能及掺杂改性等方面的研究进展, 发现通过掺杂Zn或Nb能显著提高其光产额。
钽酸镁晶体 闪烁晶体 微下拉法 光学浮区法 掺杂 magnesium tantalite crystal Mg4Ta2O9 Mg4Ta2O9 scintillation crystal micro-pulling-down method optical floating-zone method doping
《人工晶体学报》“辐射探测晶体”专题经过编委会的反复酝酿和精心筹划,在广大科研人员和编辑部同志的共同努力下,终于与大家见面了。本期专题汇集了国内从事辐射探测晶体研究的主要单位和团队的最新研究成果,涵盖了氧化物、卤化物、半导体、闪烁陶瓷和有机闪烁晶体的制备技术和性能研究,既有高屋建瓴的综述文章,也有深入细致的专题论文,还有最新的应用简报,代表了我国辐射探测材料的最新研究动态,展现出辐射探测材料服务国家战略需求、不断推陈出新的繁荣景象。该专题的出版,必将有助于增强晶体界同仁之间的交流与合作,推动该领域的原始创新、关键技术壁垒的突破和相关产业的发展。
上海应用技术大学 材料科学与工程学院, 上海 201418
CsPbBr3钙钛矿量子点在水中的不稳定性一直是限制其应用的关键因素。本工作采用钛酸四丁酯水解结合煅烧的方法在CsPbBr3表面包覆TiO2保护层, 制备了一种具有良好水稳定性和光催化活性的CsPbBr3@TiO2核壳结构纳米复合材料。所合成的CsPbBr3钙钛矿量子点尺寸约为8 nm, 包覆层为不完全结晶的TiO2, 其厚度约为20 nm。采用在可见光下降解水中有机污染物罗丹明B表征了CsPbBr3@TiO2复合材料的光催化性能。结果表明, CsPbBr3@TiO2复合材料的光催化性能远优于纯TiO2和CsPbBr3钙钛矿量子点。光电流测试结果表明, CsPbBr3和TiO2形成的异质结构能够促进光生载流子的分离, 从而提升CsPbBr3@TiO2复合材料光催化性能。更重要的是, TiO2可以作为CsPbBr3的保护层将CsPbBr3和水分隔开来, 使得CsPbBr3@TiO2复合材料具有很好的水稳定性。经过光催化降解污染物之后, 回收的CsPbBr3@TiO2复合材料的形貌、发光和光催化性能保持不变。
CsPbBr3@TiO2 纳米复合材料 光催化 电荷分离 CsPbBr3@TiO2 nanocomposite photocatalysis charge separation
1 上海应用技术大学 材料科学与工程学院, 晶体生长研究所, 上海 204648
2 中核北方核燃料元件有限公司, 包头 014035
氧化铀不仅是重要的核材料, 也是潜在的多功能材料。UO2晶体具有优异的半导体性能和抗辐照能力, 其禁带宽度(1.3 eV)与Si(1.1 eV)相近, 塞贝克系数是常用热电材料BiTe的4倍, 对太阳光的全吸收使其成为高效的太阳能电池材料, 在半导体、太阳能和热电等领域具有巨大的应用潜力。但是UO2随着环境变化会出现从缺氧到过氧的价态变化(UO2±x, x= -0.5~1), 即超化学计量比特性, 给材料制备和性能控制等方面带来很多问题。本文从相图出发, 总结了各种铀氧化物的结构及其稳定性, 重点聚焦UO2晶体的研究进展。理想化学计量比UO2被认为是最好的Mott绝缘体, 其电导率是相对稳定的; 超化学计量比氧化铀则具有半导体特性, 其电导率、热导率、扩散系数以及光学性能都与x密切相关。目前, UO2晶体生长主要采用化学气相输运法(CVT)、冷坩埚法、水热法、升华法、助熔剂法等, 晶体尺寸和质量还不理想, 冷坩埚法和水热法被认为是最有潜力的生长技术。氧化铀单晶生长研究不仅有助于深入了解UO2材料特性, 也为其在太阳能电池、热电器件以及未来电子学领域的应用提供可能性。
氧化铀 超化学计量比 晶体生长 半导体 热电 UO2 stoichiometric crystal growth semiconductor thermoelectricity
1 上海应用技术大学 材料科学与工程学院, 上海201418
2 山东大学 晶体材料国家重点实验室, 济南250100
3 上海电机学院 材料科学与工程学院, 上海201306
稀土离子掺杂铁电陶瓷是一类新型光致变色材料, 在光开关、光信息存储等领域具有潜在应用价值。本研究采用水热法制备了(K0.5 Na0.5)1-xEuxNbO3(KNN:xEu)前驱体粉体, 随后利用高温烧结得到对应陶瓷样品。在465 nm激发下, 观察到615 nm处有强的红色发光, 对应于Eu 3+的 5D0→ 7F2跃迁。通过紫外光照射, KNN:Eu陶瓷从乳白色变为深灰色。随后经过200 ℃加热10 min, 着色陶瓷又变回到初始颜色, 显示出良好的光致变色行为。紫外照射和反复加热循环可以有效调控该陶瓷的发光强度。且经过多次循环之后, 发光强度没有明显衰减。在紫外光照射下, KNN:0.06Eu陶瓷发光强度的可调比(ΔRt)高达83.9%, 说明发光具有良好的可调性。进而结合发光中心和色心之间的能量转移, 对KNN:Eu陶瓷的光致变色和发光机理进行了解释。
K0.5Na0.5NbO3(KNN) 发光 光致变色 K0.5Na0.5NbO3(KNN) luminescence photochromism
1 上海理工大学材料科学与工程学院，上海 200093
2 上海电机学院材料学院，上海 201306
3 中国科学院宁波材料技术与工程研究所，宁波 315201
4 上海应用技术大学材料科学与工程学院，上海 201418
SnSe晶体是一种新型低成本环境友好型热电半导体材料，近几年已成为国内外研究的热点。为了获得SnSe晶体，目前国际上主要采用垂直布里奇曼法和垂直梯度凝固法两种技术进行生长。然而该材料因具有独特的层状结构和复杂热膨胀特征，其在晶体生长过程中极易发生解理开裂，导致难以获得大尺寸晶体。为了解决高完整SnSe晶体制备难题，本团队在材料体系相图及热重分析指导下，近年来先后开发出了气相法、水平熔体法以及水平液封法等多种晶体制备技术，均成功获得了较大尺寸的SnSe晶体材料。本论文从工艺原理、技术要点、晶体生长结果等多方面对相关技术创新情况予以介绍，并将它们的优缺点进行了对比。综合评价认为水平液封法在获取高完整SnSe晶体及性能调控方面具有显著优势，未来将逐渐成为一种广受欢迎的技术。
SnSe晶体 半导体 热电 晶体生长 技术创新 SnSe crystal semiconductor thermoelectric crystal growth technique innovation
1 上海应用技术大学材料科学与工程学院, 上海 201418
2 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 201899
3 山东大学,晶体材料国家重点实验室, 济南 250100
稀土正铁氧体RFeO3晶体是一类重要的多功能磁性材料, 稳定的正交结构RFeO3晶体具有丰富的磁性, 优异的磁光和光磁特性, 在磁光和光磁调控方面取得一系列重要研究进展。另外, 正交相DyFeO3和GdFeO3等晶体由于R3+与Fe3+交换收缩作用, 在极低温度下表现出磁电耦合特性。相比较而言, 近年来涌现出的六方相RFeO3晶体被报道具有室温磁电耦合特性, 受到国内外广泛关注。由于六方相RFeO3晶体属于亚稳态, 晶体生长有一定的难度。本文主要综述了正交相RFeO3晶体和六方相RFeO3晶体的生长、磁光、光磁和磁电耦合特性, 为该体系晶体的结构设计、材料制备和性能研究提供参考。
钙钛矿 正交相RFeO3晶体 六方相RFeO3晶体 磁性材料 perovskite orthorhombic RFeO3 crystal hexagonal RFeO3 crystal magnetic material
1 上海应用技术学院,上海 200233
2 上海博物馆,上海 200003
3 中国江南水乡文化博物馆,浙江 杭州 311100
采用漫反射红外光谱方法研究了19件出土古玉残片的成分。结果表明,这些古玉可分为透闪石玉和蛇纹石玉两类,这与X射线荧光光谱和X射线衍射图谱分析结果相符,说明漫反射红外光谱法是一种快速、准确、有效的无损检测方法,特别适用于古玉材质的检测。
古玉 无损检测 漫反射红外光谱 ancient jade non-destructive testing diffuse reflectance infrared spectroscopy
