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稀土铒、铽离子掺杂氧化锡薄膜的发光性能研究

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稀土铒、铽离子掺杂氧化锡薄膜的发光性能研究

作者：朴虹婧浙江理工大学

学位级别：硕士

硅基光源是硅基光电集成领域中的重要组成部分。稀土具有很好的发光性能以及发光不受环境影响等优点,在硅基底上生长稀土掺杂发光材料也是实现硅基光源的有效途径之一。然而,稀土自身较低的光激发截面限制了稀土离子对入射光的有效吸收... 详细信息

硅基光源是硅基光电集成领域中的重要组成部分。稀土具有很好的发光性能以及发光不受环境影响等优点,在硅基底上生长稀土掺杂发光材料也是实现硅基光源的有效途径之一。然而,稀土自身较低的光激发截面限制了稀土离子对入射光的有效吸收。研究人员发现将稀土离子掺杂进入合适的基体中,可以通过敏化发光提高稀土离子的发光效率。研究学者认为宽禁带氧化物薄膜可以作为稀土掺杂的基体材料。其中,氧化锡(Sn O)具有较宽的禁带宽度、优异的光电特性以及制备工艺成熟等优点,常被用作稀土离子掺杂的基体材料。然而,此前的研究大部分集中于稀土掺杂的Sn O纳米材料,对于稀土掺杂Sn O薄膜的各项性能还缺乏深入研究。其中,稀土离子掺杂浓度对光学活性的影响,高温热处理过程中薄膜的形貌结构、稀土离子的光学活性以及最终敏化发光性能三者间的联系与变化还缺乏深入研究。本文选取两种稀土元素,分别为铒(Er)和铽(Tb)元素。首先探究稀土掺杂Sn O薄膜制备工艺,接着研究不同掺杂浓度及热处理温度对薄膜晶体结构、表面形貌及发光性能的影响。最后引入锂离子(Li),进一步提升稀土离子的发光性能。论文的主要内容如下:(1)改进稀土掺杂氧化锡溶胶的制备方法。采用干凝胶-再溶解法,使醇解反应生成的绝大部分氯化氢(HCl)挥发,减少氯离子对薄膜形貌的影响。通过调控旋涂后薄膜低温热处理温度与保温时间,快速去除旋涂后薄膜中的有机溶剂。最后通过调节高温热处理升温速率,调控薄膜表面形貌,从而制备均匀致密的高质量薄膜。(2)通过溶胶-凝胶法制备稀土掺杂Sn O薄膜,研究不同掺杂浓度及热处理温度对样品晶体结构、表面形貌及发光性能的影响。通过系统对比不同Er掺杂浓度样品,发现Er掺杂不会改变Sn O基体的晶体结构,提高Er浓度使Sn O结晶性降低以及晶粒尺寸减小,从而降低了Sn O向Er的能量传递效率,限制了薄膜的发光性能。通过系统对比不同温度热处理样品,发现提高热处理温度可以提高Sn O的晶体质量,增强Sn O向Er的能量传输过程,也可以一定程度上提高Er的光学活性,从而提高了薄膜的发光性能。改变热处理温度提升薄膜发光性能同样适用于Sn O:Tb体系。(3)通过在Sn O:Er薄膜中Li共掺杂的方式,进一步提高Er的发光性能。研究表明,掺入Li后可以促进晶粒的生长,增强Sn O的结晶性能,使Sn O向Er的能量传递过程及Er的光学活性增强,从而提高Er的发光性能。最终,基于Li/Sn摩尔比为5.0%的Li共掺杂Sn O:Er薄膜具有最佳的发光性能。Li共掺杂同样可以提升Tb的发光性能,证明我们的发光增强策略具有一定的普适性。

关键词：氧化锡铒离子铽离子敏化发光能量传递

基于核酸脱碱基位点的铽离子荧光增强型单核苷酸多态性识别研究

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化学学报 2011年第18期69卷 2137-2142页

作者：崔清华邵勇马坤刘桂英吴飞许淑娟浙江师范大学物理化学研究所金华321004

基于核酸脱碱基(AP)位点构建了无机配体稀土铽离子(Tb3+)荧光增强型单核苷酸多态性(SNP)识别方法.在目标链靶标碱基对应的探针链上相应位置引入AP位点,发现Tb3+可以选择性地结合在AP位点,光激发时发生从DNA碱基到结合的Tb3+的能量转移,... 详细信息

基于核酸脱碱基(AP)位点构建了无机配体稀土铽离子(Tb3+)荧光增强型单核苷酸多态性(SNP)识别方法.在目标链靶标碱基对应的探针链上相应位置引入AP位点,发现Tb3+可以选择性地结合在AP位点,光激发时发生从DNA碱基到结合的Tb3+的能量转移,使Tb3+特征荧光显著增强.这种荧光增强作用与靶标碱基及AP位点侧翼碱基类型密切相关.当靶标碱基和侧翼碱基为G时,荧光最强.该方法可用于区分肿瘤抑制基因p53密码子177位的C/G碱基变异.

关键词：脱碱基位点单核苷酸多态性铽离子荧光增强分子识别

稀土铽离子对辣根过氧化物酶活力指数的影响(英文)

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无机化学学报 2004年第9期20卷 1097-1100页

作者：亓昭鹏陈婷婷周青冯玉英李邨陆天虹黄晓华南京师范大学化学与环境科学学院江南大学工业生物技术教育部重点实验室中国科学院长春应用化学研究所长春130022 南京大学配位化学国家重点实验室南京210093

The effect of Tb3+ ion on the Activity Index (RZ=A403/A275) of HRP was investigated by a combination of ultraviolet-visible, FT-infrared and X-ray photoelectron spectroscopic techniques. It was found that Tb3+ ion could bond to the O and/or N group of the amides in the polypeptide chains of HRP, leading to a decrease in the enzymatic activity index of HRP.

关键词：铽离子辣根过氧化物酶活力指数紫外光谱 X射线衍射

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铽离子探针研究溶液多元体系的相互作用

科学通报 1993年第18期38卷 1679-1681页

作者：马贵斌杨频翟锦山西大学化学系分子科学研究所太原030006

白蛋白是动物血清中的一类蛋白质,不同动物的血清白蛋白在氨基酸组成上稍有差异,但结构特征相近.白蛋白是血中最丰富的蛋白质,它能与低分子量的物质结合,降低其血中浓度.或作内、外源化合物的存放和运转蛋白起重要的输运作用.有关稀土... 详细信息

白蛋白是动物血清中的一类蛋白质,不同动物的血清白蛋白在氨基酸组成上稍有差异,但结构特征相近.白蛋白是血中最丰富的蛋白质,它能与低分子量的物质结合,降低其血中浓度.或作内、外源化合物的存放和运转蛋白起重要的输运作用.有关稀土与白蛋白二元体系的研究已有报道,能形成稳定的络合物,有固定的结合位置.在生物体系中还有许多重要活性的小分子配体”,这些配体也参与体内金属离子的活动。

关键词：铽离子相互作用溶液多元体系

铽离子与RNA的荧光反应及RNA测定的研究

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生物化学杂志 1996年第2期12卷 143-146页

作者：杨景和童裳伦揭念琴龚红宇高祖泉山东大学化学学院山东大学生物系山东建筑材料工业学院

核糖核酸（ＲＮＡ）与稀土铽离子在ｐＨ５．０～６．５条件下能形成具有较强荧光的络合物，其激发峰在２８８ｎｍ处，发射峰为４９４ｎｍ及５４５ｎｍ处．ＲＮＡ在０．１～１０ｍｇ／Ｌ范围内与其荧光强度呈线性关系，其检出限为６．０... 详细信息

核糖核酸（ＲＮＡ）与稀土铽离子在ｐＨ５．０～６．５条件下能形成具有较强荧光的络合物，其激发峰在２８８ｎｍ处，发射峰为４９４ｎｍ及５４５ｎｍ处．ＲＮＡ在０．１～１０ｍｇ／Ｌ范围内与其荧光强度呈线性关系，其检出限为６．０×１０￣（－８）ｍｏｌ／Ｌ．腺苷酸，尿苷酸，胞苷酸对ＲＮＡ的干扰比较小，因此可在其存在下选择性地测定ＲＮＡ．

关键词： RNA 铽离子荧光反应

掺杂三价铽离子的碱土金属钨酸盐的光谱特性研究

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发光学报 1992年第4期13卷 333-340页

作者：孙聚堂秦子斌冯伊利武汉大学化学系武汉430072 青海教育学院化学系西宁810008

本文合成了一系列掺杂三价铽离子的碱土金属钨酸盐,测定了晶体的X射线粉末衍射数据及发射光谱和激发光谱.所合成的化合物均属四方晶系,I4_1/a空间群,晶胞多数随金属离子半径的增大而增大.研究了在这些晶体中三价铽离子~5D_3→~7F_i和~5... 详细信息

本文合成了一系列掺杂三价铽离子的碱土金属钨酸盐,测定了晶体的X射线粉末衍射数据及发射光谱和激发光谱.所合成的化合物均属四方晶系,I4_1/a空间群,晶胞多数随金属离子半径的增大而增大.研究了在这些晶体中三价铽离子~5D_3→~7F_i和~5D_4→~7F_i跃迁发射的激发态及其能量传递机理和浓度猝灭机制.讨论了发射光谱和激发光谱与铽离子浓度、金属离子半径及铽离子在晶体中的溶解度的关系.

关键词：钨酸盐铽离子光谱晶体结构

表面活性剂敏化的铽离子荧光探针对氧氟沙星的测定

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分析化学 2004年第5期32卷 619-621页

作者：童裳伦项光宏黄迪金刘维屏浙江大学环境科学研究所浙江大学环境科学研究所杭州310028

稀土Tb3 +能与氧氟沙星形成络合物 ,并发出Tb3 +的特征荧光 ;加入表面活性剂SDBS能大大增强体系的荧光强度 ,由此建立了表面活性剂敏化的Tb3 +荧光探针测定氧氟沙星的方法。用 1cm石英比色池在激发波长为 30 0nm ,发射波长为 5 4 5nm处... 详细信息

稀土Tb3 +能与氧氟沙星形成络合物 ,并发出Tb3 +的特征荧光 ;加入表面活性剂SDBS能大大增强体系的荧光强度 ,由此建立了表面活性剂敏化的Tb3 +荧光探针测定氧氟沙星的方法。用 1cm石英比色池在激发波长为 30 0nm ,发射波长为 5 4 5nm处测定其荧光强度。在pH =5 .5～ 6 .5 ,Tb3 +浓度为 5 .0× 10 -5mol/L ,SDBS浓度为 5 .0× 10 -4mol/L的最佳测试条件下 ,氧氟沙星的浓度与体系的荧光强度呈线性关系 ,线性范围为 5 .0× 10 -8～ 2 .0× 10 -6mol/L ;检出限为 6 .0× 10 -9mol/L。该法可用于氧氟沙星药物的测定

关键词：铽离子荧光探针氧氟沙星

稀土铽离子与去甲肾上腺素的荧光反应及其分析应用

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光谱学与光谱分析 2004年第12期24卷 1612-1614页

作者：童裳伦项光宏陈萍萍浙江大学环境科学研究所浙江杭州310028

实验发现稀土铽离子能与去甲肾上腺素发生络合反应 ,并发射出铽离子的特征荧光。在对铽离子与去甲肾上腺素的络合发光反应进行了详细研究的基础上 ,提出了一种简便、快速、灵敏检测去甲肾上腺素的新方法。在激发波长为 30 0nm ,发射波长... 详细信息

实验发现稀土铽离子能与去甲肾上腺素发生络合反应 ,并发射出铽离子的特征荧光。在对铽离子与去甲肾上腺素的络合发光反应进行了详细研究的基础上 ,提出了一种简便、快速、灵敏检测去甲肾上腺素的新方法。在激发波长为 30 0nm ,发射波长为 5 4 5nm处测定其荧光强度 ,去甲肾上腺素浓度在 0 0 1～ 5 0 μg·mL-1范围内与体系的荧光强度具有良好的线性关系 ,相关系数为 0 9990 ,检出限为 1 0ng·mL-1(S/N=3)。该法应用于去甲肾上腺素药物的测定 ,结果令人满意。

关键词：铽离子去甲肾上腺素荧光分析法稀土元素儿茶酚胺酪氨酸测定方法

脱氧核糖核酸和核糖核酸与铽离子的荧光反应及其在分析中的应用

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分析化学 1992年第9期20卷 1083-1087页

作者：慈云祥胡晓雷李元宗常文保北京大学化学系北京大学化学系北京 100871

本文提出了一种简单灵敏的测定DNA和RNA的方法。实验结果表明RNA可直接与铽离子发生荧光反应,但DNA只有在发生变性之后才能发生同样的反应。酸变性的最佳pH范围在2.2～2.8之间,通过实验确定了荧光反应的最佳条件。在最佳条件下测定DNA和... 详细信息

本文提出了一种简单灵敏的测定DNA和RNA的方法。实验结果表明RNA可直接与铽离子发生荧光反应,但DNA只有在发生变性之后才能发生同样的反应。酸变性的最佳pH范围在2.2～2.8之间,通过实验确定了荧光反应的最佳条件。在最佳条件下测定DNA和RNA的线性范围在0.5～20.0μg/ml,标准偏差在5％以內。小牛胸腺DNA和鱼精子DNA在酸变性时其对铽离子荧光增强效应提高数十倍,而RNA变性前后对铽离子荧光增强效应变化不大,这本身反映了DNA与RNA二级结构的不同。利用DNA和RNA在酸变性时对Tb(Ⅱ)荧光增强变化的不同可在一定量的DNA存在下测定RNA或在一定量的RNA存在下利用差减法测DNA。

关键词：脱氧核糖核酸核糖核酸铽离子酸变性荧光增强