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稀土掺杂钨酸盐上转换发光材料的制备及其性能研究

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稀土掺杂钨酸盐上转换发光材料的制备及其性能研究

作者：郑启泾贵州师范大学

学位级别：硕士

本论文通过水热法和共沉淀法结合煅烧处理成功合成了Ho和Yb共掺杂GdWO、Tm和Yb共掺杂LaWO以及Er和Yb共掺杂LaWO等三种稀土掺杂复合钨酸盐上转换发光材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)和上转换荧... 详细信息

本论文通过水热法和共沉淀法结合煅烧处理成功合成了Ho和Yb共掺杂GdWO、Tm和Yb共掺杂LaWO以及Er和Yb共掺杂LaWO等三种稀土掺杂复合钨酸盐上转换发光材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)和上转换荧光光谱仪(UPL)等多种表征手段探究了合成的样品制备工艺条件和掺杂离子的浓度对GdWO,LaWO和LaWO三种稀土钨酸盐物相结构和发光性能的影响,得到以下结论:采用水热法结合煅烧处理成功合成了亚微米级Er、Yb共掺LaWO复合钨酸盐上转换发光材料。通过改变制备工艺条件例如体系p H、煅烧温度、Er或Yb掺杂量及n(RE)/n(NaWO)比例合成一系列稀土共掺杂样品,研究了上述制备条件对制备产物的物相结构组成及上转换发光性能。实验结果表明,在煅烧温度为800℃,n(RE)/n(NaWO)比例为2和p H为10条件下可成功合成纯相正交晶系的Er、Yb共掺LaWO晶体。在980 nm红外光激发下,Er、Yb共掺LaWO复合钨酸盐可发射出中心波长位于526 nm、548 nm和660 nm处的发射峰,分别对应于Er的H→I、S→I和F→I能级的特征跃迁带,且位于548 nm处的绿光发射带占据主导作用,证实制备样品在室温下可发射出强烈的绿光。Er和Yb的掺杂量分别大于1%和5%后出现了浓度猝灭现象。上转换发射强度与泵浦功率间的关系证明在LaWO样品中Er的H→I、S→I和F→I能级跃迁均属于双光子吸收机制。紫外可见漫反射光谱表明Er、Yb共掺LaWO晶体是光学带隙为3.84 e V的直接半导体。样品色坐标表明Er、Yb共掺LaWO晶体是潜在且优良的绿色上转换发光材料。采用共沉淀法结合煅烧处理成功合成了Ho、Yb共掺GdWO复合钨酸盐上转换发光材料,研究了制备工艺条件例如体系p H、煅烧温度、Ho或Yb掺杂量及n(RE)/n(NaWO)比对样品的物相结构组成及上转换发光性能影响。结果表明,当pH为13和n(RE)/n(NaWO)=2时、经900℃高温煅烧处理可制备得纯相的四方晶系的Ho、Yb共掺GdWO晶体。在980 nm红外光激发下Ho、Yb共掺GdWO复合钨酸盐的上转换发射光谱中绿光发射带占据主导作用,发射峰中心波长分别位于553 nm和663 nm处,分别对应于Ho的S/F→I和F→I能级的特征跃迁带。Ho的掺杂量大于1%后通过电偶极-电四极相互作用(d-p)导致样品出现浓度猝灭现象。样品的上转换发射强度与泵浦功率间的依赖性关系验证了GdWO晶体中Ho发射波长位于553 nm和663 nm处所对应的能级跃迁均属于双光子吸收机制。样品紫外可见漫反射光谱表明GdWO:Ho、Yb晶体是光学带隙为3.65 e V的直接半导体材料。CIE色坐标结果证实Ho、Yb共掺GdWO复合钨酸盐的色坐标均落于绿光区。采用水热法结合高温热处理成功合成了Tm、Yb共掺LaWO复合钨酸盐上转换发光材料,通过改变制备工艺条件例如体系p H、煅烧温度、Tm或Yb掺杂量及n(Ln):n(W)比例合成一系列稀土共掺杂样品,研究了上述条件的变化对Tm、Yb共掺LaWO复合钨酸盐的物相结构组成及上转换发光性能,探究了样品的上转换发光机理。实验结果印证了在n(RE)/n(NaWO)比例为1和保持体系p H为5的条件下经过水热处理后再经900℃高温烧结成功制备得纯相的空间群为Pbcn(60)的正交晶结构Tm、Yb共掺LaWO晶体。在980 nm外接激光光源的激发下,LaWO:Tm、Yb复合钨酸盐的上转换发射光谱由中心波长位于477 nm(G→H)、650 nm(G→F)和695 nm(F→H)处的发射峰组成。Tm和Yb掺杂量分别大于0.1%和5%后出现了浓度猝灭现象,计算结果证实了样品中Tm和Yb的上转换发射猝灭机制分别为电偶极-电偶极相互作用(d-d)和电四极-电四极相互作用(p-p)。样品的上转换发射强度与泵浦功率对数图表明在LaWO样品中Tm的G→H、G→F能级跃迁均属于双光子吸收机制。紫外可见漫反射光谱表明Tm、Yb共掺LaWO晶体是光学带隙为3.41e V的直接半导体。样品色坐标均落于蓝光区,表明Tm、Yb共掺LaWO复合钨酸盐是潜在的蓝色上转换发光材料。

关键词：水热法共沉淀法复合钨酸盐 La14W8O45 Gd6WO12 La10W22O81 上转换发光性能

Ho^(3+)和Yb^(3+)共掺杂La_(7)P_(3)O_(18)荧光粉的合成及上转换发光性能

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第4期33卷 1205-1213页

作者：朱浩天郭海瑞郑启泾官春艳朱莉萍李海斌杨锦瑜贵州师范大学、化学与材料科学学院、贵州省功能材料化学重点实验室贵阳550001 贵州师范大学教育学院贵阳550001 玉林师范学院、化学与食品科学学院、广西农产资源化学与生物技术重点实验室玉林537000

通过高温固相技术合成Ho^(3+)和Yb^(3+)共掺杂La_(7)P_(3)O_(18)上转换荧光粉。XRD结果表明,合成样品是空间群为P21/n的单斜结构的La_(7)P_(3)O_(18)晶体和少量La PO4晶体的混合物。紫外可见漫反射光谱结果证实La_(7)P_(3)O_(18)晶体是... 详细信息

通过高温固相技术合成Ho^(3+)和Yb^(3+)共掺杂La_(7)P_(3)O_(18)上转换荧光粉。XRD结果表明,合成样品是空间群为P21/n的单斜结构的La_(7)P_(3)O_(18)晶体和少量La PO4晶体的混合物。紫外可见漫反射光谱结果证实La_(7)P_(3)O_(18)晶体是一种光学带隙为4.10 e V的间接半导体。经980 nm激光激发,Ho^(3+)和Yb^(3+)共掺杂La_(7)P_(3)O_(18)荧光粉发射出Ho^(3+)离子特征的蓝色(486 nm)、绿色(550 nm)和红色(661 nm)特征峰,其中,661 nm处发射峰在样品上转换发光光谱中占主导地位。此外,随着Ho^(3+)和Yb^(3+)掺杂量的增加,样品上转换发光强度先增大后减小。当Ho^(3+)和Yb^(3+)的掺杂量分别达到1%和10%(摩尔分数)时,样品出现浓度猝灭现象,其机制为电四极-电四极相互作用。泵浦功率和发光强度关系表明,样品的绿光和红光发射均源于双光子吸收过程激发。Ho^(3+)和Yb^(3+)共掺杂La_(7)P_(3)O_(18)晶体上转换发光色坐标位于橙红色区域。

关键词： La_(7)P_(3)O_(18) Ho^(3+) Yb^(3+) 上转换发光

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溶胶-凝胶法制备GdGaO: Dy白光发射荧光粉及其性能研究

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材料导报 2023年

作者：官春艳郑启泾万正环杨锦瑜贵州师范大学化学与材料科学学院贵州省功能材料化学重点实验室

通过溶胶-凝胶法制备了具有白光发射的Gd4Ga2O9: x% Dy3+荧光粉，利用 X 射线粉末衍射( XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和荧光光谱等对制备产物的物相结构、形貌、组分和光学性能进行研究，... 详细信息

通过溶胶-凝胶法制备了具有白光发射的Gd4Ga2O9: x% Dy3+荧光粉，利用 X 射线粉末衍射( XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和荧光光谱等对制备产物的物相结构、形貌、组分和光学性能进行研究，并分析了Dy3+掺杂量对合成样品的影响。X射线衍射结果表明，所制备的样品为Dy3+掺杂的Gd4Ga2O9单斜晶体和少量Ga2O3杂质相的混合物。紫外可见漫反射光谱结果表明制备的Dy3+掺杂Gd4Ga2O9晶体是一种光学带隙为5.29 eV的直接带隙半导体。荧光检测结果表明Dy3+掺杂Gd4Ga2O9荧光粉可被属于Gd3+激发带的275 nm有效激发，并在490 nm和575 nm附近处分别发射出属于Dy3+的4F9/2→6H15/2和4F9/2→6H13/2跃迁的蓝色和黄色的强烈光，证实在Gd4Ga2O9: Dy3+样品中存在着显著的由Gd3+到Dy3+的能量传递发光现象，并对其发光机制进行了讨论。样品的发光强度随着Dy3+掺杂量的变化而变化，同时影响着制备产物的发光颜色，Dy3+掺杂量为1.5% 和2% 时制备的荧光粉可在紫外光激发下分别发射出CIE色坐标为(0.3362， 0.3512)和(0.3381， 0.3523)、相关色温为5340 K和5263 K的白色光。研究结果表明了Gd4Ga2O9: Dy3+是一种潜在的紫外光激发白光发射荧光材料。

关键词： Gd Ga O 9 )Dy 掺杂白光发射荧光性能能量传递直接带隙半导体

Ho;，Yb;共掺杂La;P;O;荧光粉的合成及上转换发光性能（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2022年

作者：朱浩天郭海瑞郑启泾官春艳朱莉萍李海斌杨锦瑜贵州师范大学贵州省功能材料化学重点实验室化学与材料科学学院贵州师范大学教育学院玉林师范学院广西农产资源化学与生物技术重点实验室化学与食品科学学院

通过高温固相技术合成了Ho;和Yb;共掺杂La;P;O;上转换荧光粉。XRD结果表明，所合成样品是由空间群为P21/n的单斜结构的La;P;O;晶体和少量LaPO;晶体的混合物。紫外可见漫反射光谱结果证实La;P;O;晶体是一种光学带隙为4.10 eV的间接半导...

通过高温固相技术合成了Ho;和Yb;共掺杂La;P;O;上转换荧光粉。XRD结果表明，所合成样品是由空间群为P21/n的单斜结构的La;P;O;晶体和少量LaPO;晶体的混合物。紫外可见漫反射光谱结果证实La;P;O;晶体是一种光学带隙为4.10 eV的间接半导体。经980 nm 激光激发下，Ho;， Yb;共掺杂La;P;O;荧光粉发射出Ho;离子特征的蓝色（486 nm）、绿色（550 nm）和红色（661 nm）发射峰。其中661 nm处发射峰在样品上转换发光光谱中占主导地位。此外，随着Ho;和Yb;掺杂量的增加，样品上转换发光强度随之先增大后减小。当Ho;和Yb;的掺杂量分别达到1%和10%时样品出现浓度猝灭现象，其浓度猝灭机制为电四极-电四极相互作用。泵浦功率和发光强度关系表明样品的绿光和红光发射均源于双光子吸收过程激发。Ho;， Yb;共掺杂La;P;O;晶体上转换发光色坐标位于橙红色区域。

关键词：

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耐高温水基微球调驱剂性能评价

精细石油化工 2024年第4期41卷 10-15页

作者：李翔徐谦徐国瑞刘丰钢郐婧文周泾泾海洋油气高效开发全国重点实验室天津300459 天津市海洋石油难动用储量开采重点实验室天津300459 中海油田服务股份有限公司天津300459

评价了一种耐高温水基微球调驱剂性能。实验结果表明:不同浓度耐温水基微球调驱剂注入不同渗透率岩心的阻力系数均小于等于5,注入性好;浓度为4 000 mg/L的耐温水基微球调驱剂在岩心中的有效封堵渗透率范围最大,封堵率最高超过90%;该水... 详细信息

评价了一种耐高温水基微球调驱剂性能。实验结果表明:不同浓度耐温水基微球调驱剂注入不同渗透率岩心的阻力系数均小于等于5,注入性好;浓度为4 000 mg/L的耐温水基微球调驱剂在岩心中的有效封堵渗透率范围最大,封堵率最高超过90%;该水基微球调驱剂在150℃下有效封堵时间45 d左右,耐温性良好;该耐温水基微球调驱剂可提高渤海油田非均质储层原油采收率15.41%~17.92%。

关键词：耐温水基微球深部调驱性能评价封堵性能

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面向稀疏计算的领域特定语言设计与实现

小型微型计算机系统 2024年第5期45卷 1241-1248页

作者：胡燕婷郑启龙中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230026 中国科学技术大学国家高性能计算中心合肥230026

在稀疏计算领域应用模型的开发过程中,低层次的编程接口需要用户对底层硬件和算法模型同时具有全面、深入的了解.这种要求造成了稀疏计算领域的高门槛特性,不利于非专业人员的开发工作.为了降低稀疏计算领域的学习门槛,简化稀疏计算编程... 详细信息

在稀疏计算领域应用模型的开发过程中,低层次的编程接口需要用户对底层硬件和算法模型同时具有全面、深入的了解.这种要求造成了稀疏计算领域的高门槛特性,不利于非专业人员的开发工作.为了降低稀疏计算领域的学习门槛,简化稀疏计算编程,提高编程的效率,本文提出了一种基于领域特定语言的解决方案,命名为Sparse Computing Programming Solutions:***设计和实现了专门的语法规则体系Sparse Computation by Domain Language:SCDL,并配备了相应的语法检查器.其次,SCPS会根据用户对数据和任务的划分进行代码优化,通过代码自动生成器将用户编写的应用模型转换为相关硬件的计算代码.为了提供良好的跨平台特性,代码生成器最终将生成相应模型的OpenCL代码.大规模的实验结果表明,使用SCDL语言构建的代码量仅为对应OpenCL代码的1/15,有效地提高了稀疏计算编程的效率.同时,实验证明了与串行代码相比,自动生成的代码能够达到优化的效果.

关键词：领域特定语言稀疏计算语法检查代码自动生成 OpenCL

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基于深度学习的循环自动调度研究

小型微型计算机系统 2024年第7期45卷 1770-1777页

作者：胡煜霄郑启龙中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230026 中国科学技术大学高性能计算安徽省重点实验室合肥230026

循环代码的自动调度问题是编译优化领域中的热门问题,然而当前大部分此类研究都基于不同领域的领域特定语言或编程框架,缺乏对通用编程语言的支持.本文提出了一个面向通用编程语言的循环自动调度框架.该自动调度框架使用蒙特卡洛树搜索... 详细信息

循环代码的自动调度问题是编译优化领域中的热门问题,然而当前大部分此类研究都基于不同领域的领域特定语言或编程框架,缺乏对通用编程语言的支持.本文提出了一个面向通用编程语言的循环自动调度框架.该自动调度框架使用蒙特卡洛树搜索算法对循环调度空间进行高效的搜索,在搜索样本评估阶段,本文利用深度学习技术为循环调度构建了基于Tree-LSTM的代价模型对搜索过程进行指导以加速搜索过程.经实验验证,本文提出的自动调度框架能够达到优于前沿的启发式循环优化编译器Polly的优化效果,同时本文构建的代价模型能够在10%以内的调度性能损失的前提下显著提升调度搜索过程的效率.

关键词：自动调度编译优化蒙特卡洛树搜索深度学习长短期记忆网络

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基于无标签自监督表示学习的转辙机故障诊断方法研究

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：郑启明王小敏江磊西南交通大学信息科学与技术学院列车运行控制技术四川省工程研究中心

转辙机是铁路系统中控制道岔转换的关键信号设备，准确诊断其工作状态对列车的行车安全和可靠至关重要。鉴于现场数据常缺乏标签且故障样本少，本研究提出一种基于自监督表示学习的转辙机故障诊断方法。该方法首先将转辙机动作曲线转换... 详细信息

转辙机是铁路系统中控制道岔转换的关键信号设备，准确诊断其工作状态对列车的行车安全和可靠至关重要。鉴于现场数据常缺乏标签且故障样本少，本研究提出一种基于自监督表示学习的转辙机故障诊断方法。该方法首先将转辙机动作曲线转换为图像形式，随后通过自编码器提取数据的潜在特征。然后，基于同故障类型转辙机数据具有内在相似性，设计了一种表示学习模型，该模型通过比较批次数据间的相似关系来监督训练过程，实现高相似性数据的表示分布聚合，从而挖掘数据的潜在分类结构。此外，得益于对比学习的泛化优势，该方法能够利用不同类型转辙机的数据来增强模型训练效果。最终，通过聚类挖掘表示特征中的故障模式，并训练下游分类网络分类表示特征，从而实现不依赖人工标记数据的故障诊断模型。研究结果表明，相较于传统自编码器，对比表示学习模型可以更有效地区分不同故障类型的转辙机监测数据。在无标签训练模型的情况下，采用ZDJ9型转辙机现场数据训练模型后，在测试数据集上故障诊断准确率为99.63%；融合ZDJ9型和ZYJ7型转辙机现场数据训练模型后，故障诊断准确率提升到99.88%。比传统无监督学习模型准确率提升了8个百分点，并与监督学习模型性能相当。该方法结合了无监督模型不依赖人工标记数据和监督模型故障诊断准确率高的优势，为铁路现场转辙机故障诊断提供了一种新的可行方案。

关键词：转辙机故障诊断自监督对比学习表示学习

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党的创新理论青年化阐释研究

时代报告 2024年第3期 49-51页

作者：张泾泾上海商学院

深刻理解和把握党的创新理论青年化阐释，需要解析其内在生成逻辑、领悟其深厚价值意蕴，并明确其有效实践进路。党的创新理论青年化阐释源于坚守意识形态阵地的现实考量，源于改进青年思想教育方式的现实需求，也源于激励青年担当时代... 详细信息

深刻理解和把握党的创新理论青年化阐释，需要解析其内在生成逻辑、领悟其深厚价值意蕴，并明确其有效实践进路。党的创新理论青年化阐释源于坚守意识形态阵地的现实考量，源于改进青年思想教育方式的现实需求，也源于激励青年担当时代重任的客观需要。通过采用贴近青年的语言和方法，可以有效引导新时代青年从情感和行为两方面对党的创新理论加强认同。为了做好党的创新理论青年化阐释工作，需要从以下四个方面着手：一是从“固化”转为“活化”，以活学活用、知行合一把理论“讲活”；二是从“独话”转为“对话”，以深刻理解、学深悟透把理论“讲深”；三是从“说理”转为“叙事”，以讲授清楚、讲解明白把理论“讲透”；四是从“传统”转为“创新”，以内容创作、平台联动把理论“讲新”。

关键词：党的创新理论青年化阐释生成逻辑价值意蕴实践进路