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Zr^(4+)共掺对Cs_(2)LaLiBr_(6):Ce晶体的中子/伽马甄别性能的影响

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无机材料学报 2024年第5期39卷 539-546页

作者：郑中秋魏钦华童宇枫唐高尹航秦来顺中国计量大学材料与化学学院杭州310018 中国科学院上海硅酸盐研究所人工晶体研究中心上海201899

中子探测技术广泛用于国土安全、核材料安全检测以及高能物理等领域,由于3He资源紧缺,近年来急需开发出能够同时甄别中子/伽马的新型闪烁晶体,Cs_(2)LaLiBr_(6):Ce(CLLB:Ce)晶体具有良好的中子/伽马甄别能力、优异的能量分辨率以及高的... 详细信息

中子探测技术广泛用于国土安全、核材料安全检测以及高能物理等领域,由于3He资源紧缺,近年来急需开发出能够同时甄别中子/伽马的新型闪烁晶体,Cs_(2)LaLiBr_(6):Ce(CLLB:Ce)晶体具有良好的中子/伽马甄别能力、优异的能量分辨率以及高的光输出,但其中子/伽马甄别性能有待进一步提高。本研究采用垂直布里奇曼法成功生长了Zr^(4+)共掺杂的CLLB:Ce晶体。通过不同表征手段研究了Zr^(4+)共掺杂CLLB:Ce晶体的结构和组分,结果表明Zr^(4+)成功掺入基质材料且对基质晶体结构不产生明显的影响,Zr^(4+)共掺杂后没有产生新的发光中心,紫外衰减时间约为27.0 ns,仍具有较快的荧光衰减。Zr^(4+)共掺杂CLLB:Ce晶体的品质因子(Figure of Merit,FOM)从1.2提高到1.5,表明其中子/伽马甄别能力得到改善。结合热稳定性和闪烁衰减时间,探讨了衰减时间对FOM的影响机制,Zr^(4+)共掺杂可以抑制浅电子陷阱和Vk中心,减少电子捕获和脱陷过程,使Ce^(3+)直接捕获的概率大大增加,从而表现出更快的衰减速率。本研究显示,Zr^(4+)共掺杂CLLB:Ce晶体在中子/伽马探测领域具有潜在的应用前景。

关键词：闪烁晶体 CLLB:Ce 中子/伽马甄别钾冰晶石结构

Tunable electronic band structure,luminescence properties and thermostability of(Gd_(1-x)La_(x))_(2)Si_(2)O_(7):Ce scintillator by adjusting La/Gd ratio

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Journal of Rare Earths 2021年第6期39卷 657-665,I0002页

作者： qinhua Wei Zhenzhen Zhou Weijie Zhang Gao Tang Qian Liu laishun qin Hongsheng Shi College of Materials and Chemistry China Jiliang UniversityHangzhou 310018China State Key Laboratory of High Performance Ceramics and Superfine Microstructure Shanghai Institute of CeramicsChinese Academy of SciencesShanghai 200050China Xinjiang Technical Institute of Physics&Chemistry Chinese Academy of SciencesUrumqi 830011China

Mixed crystal strategy is an effective approach of improving the luminescence properties of optical materials and has been adopted widely in many systems.In this paper,the La-mixed Gd_(2)Si_(2)O_(7):Ce polycrystalline samples were successfully synthesized by a sol-gel method.The crystal structure and luminescence properties were confirmed and discussed by XRD,UV-Vis luminescence spectra,and XEL,respectively.The vacuum ultraviolet excitation spectra and thermoluminescence glow curves were also systematically investigated and discussed at varied temperature.A combination of the first-principles calculations and optical characterization experiments was employed to study the electronic band structure of host material,revealing that the band gap is narrowed and the 5d_(1) level of Ce^(3+) shifts to higher energy as the La content increases.The luminescence the rmo-stability and activation energy were also measured and calculated.It indicates that thermo-stability is strongly dependent on the La concentration.An effective approach is developed to tune the electronic band structure,luminescence properties and thermostability of(Gd_(1-x)La_(x))_(2)Si_(2)O_(7):Ce scintillator by adjusting La/Gd ratio.

关键词： First-principles calculations Scintillator (Gd_(1-x)La_(x))_(2)Si_(2)O_(7):Ce Band structure tunable Luminescence properties Rare earths

基于水热合成法制备的MoO_(3-x)纳米槽SERS基底的特性研究

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人工晶体学报 2024年第6期53卷 1061-1068页

作者：舒敏梁俊辉陈达陈招秦来顺中国计量大学材料与化学学院杭州300018 温州赵氟隆有限公司温州325016

表面增强拉曼散射(SERS)技术可以快速检测微量分子,在医药材料分析、有害物残留、食品安全等领域受到广泛关注。而SERS对被检测物质的响应极限则取决于基底性能,并直接影响最终检测效果。本文着眼于增加基底的比表面积及其与被检测物之... 详细信息

表面增强拉曼散射(SERS)技术可以快速检测微量分子,在医药材料分析、有害物残留、食品安全等领域受到广泛关注。而SERS对被检测物质的响应极限则取决于基底性能,并直接影响最终检测效果。本文着眼于增加基底的比表面积及其与被检测物之间的光诱导电荷转移能力,通过简单的水热合成法成功制备出具有氧空位缺陷的MoO_(3-x)纳米槽。结合X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等手段,对MoO_(3-x)纳米槽的电子结构、光学性质和表面化学环境进行了分析。使用MoO_(3-x)纳米槽作为SERS基底,对罗丹明6G(R6G)、结晶紫(CV)和玫瑰红B(RhB)三种有机染料分子进行了检测,实验结果显示,其对R6G的检测极限可以达到10^(-10)mol/L,与同类型的半导体基底相比,它具有更好的拉曼增强活性。

关键词： MoO_(3-x)纳米槽表面增强拉曼散射微量分子检测氧空位缺陷光诱导电荷转移 R6G

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Cs_(4)EuI_(6)∶Sm近红外闪烁晶体的生长及发光性能研究

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人工晶体学报 2024年第4期53卷 627-633页

作者：杨江浩黄欣帅蓝陈慧魏钦华秦来顺中国计量大学材料与化学学院杭州310018

随着长波敏感硅基光电探测器的发展,近红外闪烁晶体逐渐成为研究热点,其中Sm^(2+)掺杂的Eu^(2+)基卤化物晶体表现出优异的近红外发光性能。本文利用布里奇曼法成功制备了尺寸达到厘米级别的Cs_(4)EuI_(6)∶Sm近红外闪烁晶体,通过XRD、XP... 详细信息

随着长波敏感硅基光电探测器的发展,近红外闪烁晶体逐渐成为研究热点,其中Sm^(2+)掺杂的Eu^(2+)基卤化物晶体表现出优异的近红外发光性能。本文利用布里奇曼法成功制备了尺寸达到厘米级别的Cs_(4)EuI_(6)∶Sm近红外闪烁晶体,通过XRD、XPS和ICP-OES等手段研究了晶体的组分和结构。结果表明,Sm^(2+)成功掺入Cs_(4)EuI_(6)基质,且对基质的晶体结构无明显影响。在紫外和X射线的激发下,晶体主要呈现两个发光中心(Eu^(2+)和Sm^(2+)),发光峰位于450和840 nm左右,分别对应于Eu^(2+)和Sm^(2+)的5d→4f的跃迁发光,紫外激发下的Eu^(2+)和Sm^(2+)的荧光衰减寿命均处于微秒级别。结果表明,随着Sm^(2+)掺杂浓度的增加,发光波长由蓝光逐渐变为近红外光。同时系统研究了不同Sm^(2+)浓度掺杂对晶体发光性能、Eu^(2+)-Sm^(2+)能量传递及荧光寿命的影响,实验结果表明,改变Sm^(2+)掺杂浓度可以调控晶体的发光性能。

关键词： Cs_(4)EuI_(6) Sm^(2+)掺杂闪烁晶体近红外发光布里奇曼法能量传递

吩嗪类衍生物用于快速充放电和长寿命的水系钾离子全电池负极

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Science China Materials 2024年第5期67卷 1464-1470页

作者：郑易帆于丹丹王健晨杨杰罗稳戈天奇秦来顺黄岳翔陈达 College of Materials and Chemistry China Jiliang UniversityHangzhou310018China Hydrogen Energy Research Center PetroChina Petrochemical Research Institute Beijing102200China

有机电极材料因具有结构多样性和可持续性,在水系钾离子电池研究领域展示出广阔的前景,但它们大多数存在导电性差、易溶于电解液的问题,导致电极活性物质利用率低、循环稳定性差.本文通过含氮苯环的共轭延申、引入氰基活性中心,获得了3C... 详细信息

有机电极材料因具有结构多样性和可持续性,在水系钾离子电池研究领域展示出广阔的前景,但它们大多数存在导电性差、易溶于电解液的问题,导致电极活性物质利用率低、循环稳定性差.本文通过含氮苯环的共轭延申、引入氰基活性中心,获得了3CN-HATN.与经#吩嗪负极相比,3CN-HATN的最低未占据分子轨道能级更低,更容易被还原,且其能带隙较窄,改善了导电性,其共轭结构可有效抑制循环过程中3CN-HATN的溶解.3CN-HATN负极在80 C(1 C=350 mA g^(-1))下比容量高达233.8 mA h g^(-1),将其与Ni(OH)_(2)正极匹配,构建的水系钾离子全电池具备优异的循环稳定性和快充性能,30 C下循环10,000圈后容量保持率达81.5%.

关键词： aqueous rechargeable batteries π-conjugated structure organic electrodes K+storage phenazine derivatives

Preparation of Undoped LaCl3 Crystal and Its Luminescence Properties

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Journal of Rare Earths 2004年第Z1期22卷 12-14页

作者： Pei Yu Ren Guohao Chen Xiaofeng qin laishun Li Zhongbo Shanghai Institute of Ceramics Chinese Academy of Sciences Shanghai 201800 China Shanghai Institute of Ceramics Chinese Academy of Sciences Shanghai 201800 China Shanghai Institute of Ceramics Chinese Academy of Sciences Shanghai 201800 China Shanghai Institute of Ceramics Chinese Academy of Sciences Shanghai 201800 China Shanghai Institute of Ceramics Chinese Academy of Sciences Shanghai 201800 China

In this paper, undoped LaCl3 crystal growth was reported by modified Bridgman method.The starting materials used as charge for crystal growth was found to contain seven to three crystallized water molecules, and dehydration will take place when heating the raw materials at about 230 ℃ for several hours.The oxidization of LaCl3 during dehydration and growth can be avoided by adding a special scanvenger into the growing system.The grown LaCl3 crystals are colorless and transparent, but very hygroscopic.Their optical cut-off edge was confirmed to be 220 nm.UV excited and X-ray induced emission spectra were measured at room temperature, whose peak is at 405 nm.

关键词： rare-earth trihalide crystal growth optical properties

Ni_(2)P@2D磷烯双功能电催化剂在光伏辅助全分解水制氢中的应用研究

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人工晶体学报 2023年第4期52卷 645-653页

作者：王娟梁俊辉范浩阳柳鸿铭陈达陈华予黄岳祥秦来顺中国计量大学材料与化学学院杭州300018 河北民族师范学院承德067000

近年来,二维磷烯(2D BP)因其较短的电荷传输距离、高载流子迁移率和充分暴露的表面活性位点,成为电催化剂的理想材料。然而,不适合的含氧中间体吸附能使其反应动力学迟缓,进而限制了其实际应用。本文通过引入颗粒状的非晶Ni_(2)P化合物... 详细信息

近年来,二维磷烯(2D BP)因其较短的电荷传输距离、高载流子迁移率和充分暴露的表面活性位点,成为电催化剂的理想材料。然而,不适合的含氧中间体吸附能使其反应动力学迟缓,进而限制了其实际应用。本文通过引入颗粒状的非晶Ni_(2)P化合物,构建Ni_(2)P@BP异质结,在改善反应活性的基础上,提高其电化学稳定性。研究结果表明:相较于纯BP和Ni_(2)P电催化剂,Ni_(2)P@BP催化剂展现出优异的析氢(HER)和析氧(OER)催化活性,在10 mA/cm^(2)电流密度下的过电势分别为167和186 mV。Ni_(2)P@BP作为双功能电催化剂,仅需1.54 V的外加偏压(Vapp)就可以实现10 mA/cm^(2)的电流密度。将其与a-Si∶H/a-SiGe∶H/a-SiGe∶H三结叠层太阳电池连接,实现了超过7%的太阳能制氢(STH)转换效率,相较于作为双功能电催化剂的纯BP提高了95%。

关键词：电催化剂二维磷烯 Ni_(2)P 太阳能制氢太阳能电池全分解水

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SrI_2∶Eu∶Cs晶体生长及闪烁性能

材料导报 2018年第22期32卷 3845-3847,3861页

作者：张鲁龄魏钦华秦来顺史宏声中国计量大学材料科学与工程学院杭州310018

采用垂直布里奇曼法成功制备出尺寸为Φ25mm×70mm的SrI_2∶Eu∶Cs晶体,经加工后封装得到尺寸为10mm×10mm×10mm的透明单晶,这是迄今为止Eu^(2+)和Cs^+双掺杂的最大尺寸SrI_2单晶,所用原料为国产原料。XRD测试结果表明,所得晶体为SrI_... 详细信息

采用垂直布里奇曼法成功制备出尺寸为Φ25mm×70mm的SrI_2∶Eu∶Cs晶体,经加工后封装得到尺寸为10mm×10mm×10mm的透明单晶,这是迄今为止Eu^(2+)和Cs^+双掺杂的最大尺寸SrI_2单晶,所用原料为国产原料。XRD测试结果表明,所得晶体为SrI_2正交相,空间群为Pbca。荧光光谱显示晶体的发射峰和激发峰分别位于440nm和419nm,属于典型Eu^(2+)的5d→4f跃迁发射。X射线激发发射光谱显示该晶体只有一个位于440nm的发射峰,与荧光光谱的结果一致。采用单指数拟合后得到晶体在370nm激发波长下的荧光寿命约为1.3μs。在^(137) Cs射线源激发下的γ能谱测试显示晶体的能量分辨率为5.5%,已基本满足实际使用的要求。

关键词：垂直布里奇曼法 SrI2∶Eu∶Cs 衰减时间能量分辨率闪烁晶体

高价态W掺杂对NiFe磷化物全分解水制氢催化活性影响的研究

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人工晶体学报 2023年第8期52卷 1491-1499页

作者：张依擎梁俊辉范浩阳陈达陈华予黄岳祥姚鑫秦来顺中国计量大学材料与化学学院杭州300018 河北民族师范学院承德067000 中国计量大学光学与电子科技学院杭州300018

近年来,通过光伏辅助电催化(PV-EC)分解水制备“绿氢”成为实现碳中和目标的关键。然而,普通电解水催化剂不能满足PV-EC系统中较高的太阳能到氢能(STH)转换效率的需求。因此,获取价格低廉、低反应过电势的电催化剂材料极为重要。本文选... 详细信息

近年来,通过光伏辅助电催化(PV-EC)分解水制备“绿氢”成为实现碳中和目标的关键。然而,普通电解水催化剂不能满足PV-EC系统中较高的太阳能到氢能(STH)转换效率的需求。因此,获取价格低廉、低反应过电势的电催化剂材料极为重要。本文选取具有高价态的过渡金属W作为掺杂源,采用一步电沉积方法制备出NiFeW三元金属磷化物。通过一系列的表征发现,NiFeW磷化物电催化剂表现出优异的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)活性,且作为双功能电催化剂时,在10 mA/cm^(2)电流密度下W掺杂后样品的过电势降低了51 mV。使用NiFeW磷化物作为双功能电催化剂和太阳能电池(a-Si∶H/a-SiGe∶H/a-SiGe∶H)作为驱动源,PV-EC器件实现了超过7%的理论STH转换效率,对推动太阳能分解水制氢装置的实际应用具有重要意义。

关键词：电解水制氢双功能电催化剂光伏辅助电催化太阳能电池过渡金属磷化物掺杂