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掺钬镱离子的氟氧化物玻璃陶瓷的一级和二级红外量子剪裁的研究

陈晓波 杨国建 李崧 Sawanobori N. 徐怡庄 陈晓端 周固

掺钬镱离子的氟氧化物玻璃陶瓷的一级和二级红外量子剪裁的研究

陈晓波, 杨国建, 李崧, Sawanobori N., 徐怡庄, 陈晓端, 周固
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  • 本文报道了掺钬镱离子的氟氧化物玻璃陶瓷的一级和二级红外量子剪裁的比较研究.研究发现当5G5能级到5S2能级及之间的能级被激发的时候,大多数的粒子数容易无辐射弛豫到(5F45S2)能级.在(5F45S2)能级, 由很强的ETr7-ETaYb{5F4(Ho)5I6(Ho), 2F7/2(Yb)2F5/2(Yb)}交叉能量传递渠道, 导致Ho3+离子的粒子数被无损耗的交叉能量传递到5I6能级, 同时Yb3+离子从基态2F7/2能级被激发到2F5/2能级,它导致了两个能被晶体硅有效吸收的红外光子, 即一个(1153 nm, 1188 nm)的红外光子和另一个(973.0 nm, 1002.0 nm) 的红外光子,因此出现了显著的双光子一级红外量子剪裁. 最后,该文计算了Ho(0.5)Yb(1):FOV和Ho(0.5)Yb(10.5):FOV的交叉能量传递效率为tr, 1% Yb(5F45S2)=29.2%, tr,10.5% Yb(5F45S2)=99.2%和它们的共合作能量传递效率为tr, 1% Yb(5F3)=4.18%, tr, 10.5% Yb(5F3)=75.3%;而它们的双光子量子剪裁效率的理论上限值依次为CR, 1% Yb(5F45S2)=129.2%, CR, 10.5% Yb(5F45S2)=199.2% 和CO, 1% Yb(5F3)=104.18%, CO, 10.5% Yb(5F3)=175.3%.因此发现了一级红外量子剪裁有比二级红外量子剪裁高较多的概率.该项研究对太阳能电池效率的提高很有意义.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10674019)和中央高校基本科研业务费专项资金 (批准号: 212-105560GK)资助的课题.
    [1]

    Yang G Z 1995 Optical Physics (Beijing: Science Press) (in Chinese) [杨国桢, 1995 光物理科学 (北京: 科学出版社)]

    [2]

    Wegh R T, Donker H, Oskam K D, Meijerink A 1999 Science 283 663

    [3]

    Eliseeva S V, Bunzli J C G 2010 Chem. Soc. Rev. 39 189

    [4]

    Rodrguez V D, Tikhomirov V K, Mendez-Ramos J, Yanes A C, Moshchalkov V V 2010 Solar Energy Materials & Solar Cells 94 1612

    [5]

    Vergeer P, Vlugt T J H, Kox M H F, den Hertog M I, van der Eerden J P J M, Meijerink A 2005 Phys. Rev. B 71 014119

    [6]

    Lin H, Chen D Q, Yu Y L, Yang A P, and Wang Y S 2010 Opt. Lett. 36 876

    [7]

    Deng K M, Gong T, Hu L X, Wei X T, Chen Y H, Yin M 2011 Opt. Express 19 1749

    [8]

    Chen X B, Wu J G, Xu X L, Zhang Y Z, Sawanobori N, Zhang C L, Pan Q H, Salamo G J 2009 Opt. Lett. 34 887

    [9]

    Zhou J J, Teng Y, Liu X F, Ye S, Ma Z J, Qiu J R 2010 Phys. Chem. Chem. Phys. 12 13759

    [10]

    van der Ende B M, Aarts L, Meijerink A 2009 Phys. Chem. Chem. Phys. 11 11081

    [11]

    Chen J D, Guo H, Li Z Q, Zhang H, Zhuang Y X 2010 Opt. Materials 32 998

    [12]

    Zhou J J, Teng Y, Liu X F, Ye S, Xu X Q, Ma Z J, Qiu J R 2010 Opt. Express 18 21663

    [13]

    Richards B S 2006 Solar Energy Materials & Solar Cells 90 1189

    [14]

    Yu D C, Huang X Y, Ye S, Zhang Q Y 2011 J. Alloys and Compounds 509 9919

    [15]

    Reisfeld R 1977 Lasers and excited states of rare-earth (New York: Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, )

    [16]

    Wei X T, Zhao J B, Chen Y H, Yin M, and Li Y 2010 Chin. Phys. B 19 077804

    [17]

    Chen X Y, Luo Z D 1998 Chin. Phys. 7 773

    [18]

    Song Z F, Lian S R, Wang S K 1982 Acta Phys. Sin. 31 772 (in Chinese) [宋增福, 连绍仁, 王淑坤 1982 物理学报 31 772]

    [19]

    Trupke T, Green M, Wurfel P 2002 J. Appl. Phys. 92 1668

    [20]

    Trupke T, Green M, Wurfel P 2002 J. Appl. Phys. 92 4117

    [21]

    Xu X R, Shu M Z 2003 Science of Luminescence and Luminescent Material (Beijing: The Publish Center of Material Science and Engineering)(in Chinese) [徐叙瑢, 苏勉曾 2003 发光学与发光材料 (北京: 材料科学与工程出版中心)]

    [22]

    Zhang X G, Yang B J 2002 Acta Phys. Sin. 51 2745 [张晓光, 杨伯君 2002 物理学报 51 2745]

    [23]

    Hao H Y, Kong G L, Zeng X B, Diao H W, Liao X B 2005 Acta Phys. Sin. 54 3327 [郝会颖, 孔光临, 曾湘波, 刁宏伟, 廖显伯 2005 物理学报 54 3327]

    [24]

    Zhao H, Wang Y S, Hou Y B, Xu Z, Xu X R 2000 Acta Phys. Sin. 49 954 [赵 辉, 王永生, 侯延冰, 徐 征, 徐叙瑢 2000 物理学报 49 954]

    [25]

    Zhao Z X 1979 Acta Phys. Sin. 28 222 [赵忠贤 1979 物理学报 28 222]

  • [1]

    Yang G Z 1995 Optical Physics (Beijing: Science Press) (in Chinese) [杨国桢, 1995 光物理科学 (北京: 科学出版社)]

    [2]

    Wegh R T, Donker H, Oskam K D, Meijerink A 1999 Science 283 663

    [3]

    Eliseeva S V, Bunzli J C G 2010 Chem. Soc. Rev. 39 189

    [4]

    Rodrguez V D, Tikhomirov V K, Mendez-Ramos J, Yanes A C, Moshchalkov V V 2010 Solar Energy Materials & Solar Cells 94 1612

    [5]

    Vergeer P, Vlugt T J H, Kox M H F, den Hertog M I, van der Eerden J P J M, Meijerink A 2005 Phys. Rev. B 71 014119

    [6]

    Lin H, Chen D Q, Yu Y L, Yang A P, and Wang Y S 2010 Opt. Lett. 36 876

    [7]

    Deng K M, Gong T, Hu L X, Wei X T, Chen Y H, Yin M 2011 Opt. Express 19 1749

    [8]

    Chen X B, Wu J G, Xu X L, Zhang Y Z, Sawanobori N, Zhang C L, Pan Q H, Salamo G J 2009 Opt. Lett. 34 887

    [9]

    Zhou J J, Teng Y, Liu X F, Ye S, Ma Z J, Qiu J R 2010 Phys. Chem. Chem. Phys. 12 13759

    [10]

    van der Ende B M, Aarts L, Meijerink A 2009 Phys. Chem. Chem. Phys. 11 11081

    [11]

    Chen J D, Guo H, Li Z Q, Zhang H, Zhuang Y X 2010 Opt. Materials 32 998

    [12]

    Zhou J J, Teng Y, Liu X F, Ye S, Xu X Q, Ma Z J, Qiu J R 2010 Opt. Express 18 21663

    [13]

    Richards B S 2006 Solar Energy Materials & Solar Cells 90 1189

    [14]

    Yu D C, Huang X Y, Ye S, Zhang Q Y 2011 J. Alloys and Compounds 509 9919

    [15]

    Reisfeld R 1977 Lasers and excited states of rare-earth (New York: Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, )

    [16]

    Wei X T, Zhao J B, Chen Y H, Yin M, and Li Y 2010 Chin. Phys. B 19 077804

    [17]

    Chen X Y, Luo Z D 1998 Chin. Phys. 7 773

    [18]

    Song Z F, Lian S R, Wang S K 1982 Acta Phys. Sin. 31 772 (in Chinese) [宋增福, 连绍仁, 王淑坤 1982 物理学报 31 772]

    [19]

    Trupke T, Green M, Wurfel P 2002 J. Appl. Phys. 92 1668

    [20]

    Trupke T, Green M, Wurfel P 2002 J. Appl. Phys. 92 4117

    [21]

    Xu X R, Shu M Z 2003 Science of Luminescence and Luminescent Material (Beijing: The Publish Center of Material Science and Engineering)(in Chinese) [徐叙瑢, 苏勉曾 2003 发光学与发光材料 (北京: 材料科学与工程出版中心)]

    [22]

    Zhang X G, Yang B J 2002 Acta Phys. Sin. 51 2745 [张晓光, 杨伯君 2002 物理学报 51 2745]

    [23]

    Hao H Y, Kong G L, Zeng X B, Diao H W, Liao X B 2005 Acta Phys. Sin. 54 3327 [郝会颖, 孔光临, 曾湘波, 刁宏伟, 廖显伯 2005 物理学报 54 3327]

    [24]

    Zhao H, Wang Y S, Hou Y B, Xu Z, Xu X R 2000 Acta Phys. Sin. 49 954 [赵 辉, 王永生, 侯延冰, 徐 征, 徐叙瑢 2000 物理学报 49 954]

    [25]

    Zhao Z X 1979 Acta Phys. Sin. 28 222 [赵忠贤 1979 物理学报 28 222]

  • [1] 丁美斌, 娄朝刚, 王琦龙, 孙强. GaAs量子阱太阳能电池量子效率的研究. 物理学报, 2014, 63(19): 198502. doi: 10.7498/aps.63.198502
    [2] 付鹏飞, 虞丹妮, 彭子健, 龚晋慷, 宁志军. 扭曲二维结构钝化的钙钛矿太阳能电池. 物理学报, 2019, 68(15): 158802. doi: 10.7498/aps.68.20190306
    [3] 陈晓波, 杨国建, 李永良, 廖红波, 陈鸾, 王亚非, 张春林, 张蕴芝. Er0.3Gd0.7VO4晶体红外量子剪裁效应及其在太阳能电池应用上的研究. 物理学报, 2010, 59(11): 8191-8199. doi: 10.7498/aps.59.8191
    [4] 潘伟, 陈晓波, 廖红波, 吴正龙, 胡丽丽, 于春雷, 张春林. 掺铒的纳米相氟氧化物玻璃陶瓷的多光子红外量子剪裁. 物理学报, 2010, 59(7): 5091-5099. doi: 10.7498/aps.59.5091
    [5] 李小娟, 韦尚江, 吕文辉, 吴丹, 李亚军, 周文政. 一种新方法制备硅/聚(3, 4-乙撑二氧噻吩)核/壳纳米线阵列杂化太阳能电池. 物理学报, 2013, 62(10): 108801. doi: 10.7498/aps.62.108801
    [6] N.Sawanobori, 李美仙, 曾 哲, 陈晓波, 聂玉昕. 掺Er3+氟氧化物玻璃陶瓷的直接上转换敏化发光. 物理学报, 2000, 49(12): 2482-2487. doi: 10.7498/aps.49.2482
    [7] N.Sawanobori, 陈晓波, 聂玉昕. 氟氧化物玻璃陶瓷中交叉能量传递与荧光防伪的初步研究. 物理学报, 2000, 49(12): 2488-2493. doi: 10.7498/aps.49.2488
    [8] 李津, 王海燕, 李优, 张秋月, 贾瑜. 氧族元素对D-A和D--A共聚物光吸收谱红移的第一性原理研究. 物理学报, 2016, 65(10): 103101. doi: 10.7498/aps.65.103101
    [9] 范巍, 曾雉. 四元硫化物Cu2Zn(Ti, Zr, Hf)S4:一类新颖光伏材料. 物理学报, 2016, 65(6): 068801. doi: 10.7498/aps.65.068801
    [10] 陈晓波, 杨国建, 李崧, 杨小冬, 刘大禾, 陈英, 丁凤莲, 吴正龙. ErP5O14非晶玻璃的红外量子剪裁. 物理学报, 2012, 61(3): 037804. doi: 10.7498/aps.61.037804
    [11] 夏俊民, 梁超, 邢贵川. 喷墨打印钙钛矿太阳能电池研究进展与展望. 物理学报, 2019, 68(15): 158807. doi: 10.7498/aps.68.20190302
    [12] 柯少颖, 王茺, 潘涛, 何鹏, 杨杰, 杨宇. 渐变带隙氢化非晶硅锗薄膜太阳能电池的优化设计. 物理学报, 2014, 63(2): 028802. doi: 10.7498/aps.63.028802
    [13] 孔光临, 曾湘波, 许 颖, 刁宏伟, 廖显伯, 郝会颖. 非晶/微晶相变域硅薄膜及其太阳能电池. 物理学报, 2005, 54(7): 3327-3331. doi: 10.7498/aps.54.3327
    [14] 张丹霏, 郑灵灵, 马英壮, 王树峰, 卞祖强, 黄春辉, 龚旗煌, 肖立新. 影响杂化钙钛矿太阳能电池稳定性的因素探讨. 物理学报, 2015, 64(3): 038803. doi: 10.7498/aps.64.038803
    [15] 袁怀亮, 李俊鹏, 王鸣魁. 有机无机杂化固态太阳能电池的研究进展. 物理学报, 2015, 64(3): 038405. doi: 10.7498/aps.64.038405
    [16] 王基铭, 陈科, 谢伟广, 时婷婷, 刘彭义, 郑毅帆, 朱瑞. 溶液法制备全无机钙钛矿太阳能电池的研究进展. 物理学报, 2019, 68(15): 158806. doi: 10.7498/aps.68.20190355
    [17] 夏祥, 刘喜哲. CH3NH3I在制备CH3NH3PbI(3-x)Clx钙钛矿太阳能电池中的作用. 物理学报, 2015, 64(3): 038104. doi: 10.7498/aps.64.038104
    [18] 王海啸, 郑新和, 吴渊渊, 甘兴源, 王乃明, 杨辉. 1 eV吸收带边GaInAs/GaNAs超晶格太阳能电池的阱层设计. 物理学报, 2013, 62(21): 218801. doi: 10.7498/aps.62.218801
    [19] 王继飞, 林东旭, 袁永波. 有机金属卤化物钙钛矿中的离子迁移现象及其研究进展. 物理学报, 2019, 68(15): 158801. doi: 10.7498/aps.68.20190853
    [20] 范巍, 曾雉. Cu2ZnSnS4晶界性质与光伏效应的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(23): 238801. doi: 10.7498/aps.64.238801
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-03-17
  • 修回日期:  2012-05-30
  • 刊出日期:  2012-11-20

掺钬镱离子的氟氧化物玻璃陶瓷的一级和二级红外量子剪裁的研究

  • 1. 应用光学北京重点实验室和分析测试中心, 北京师范大学, 北京 100875;
  • 2. Sumita Optical Glass, Inc., 4-7-25 Harigaya, Urawa, Saitama, 338, Japan;
  • 3. 北京大学化学与分子工程学院, 北京 100871
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 10674019)和中央高校基本科研业务费专项资金 (批准号: 212-105560GK)资助的课题.

摘要: 本文报道了掺钬镱离子的氟氧化物玻璃陶瓷的一级和二级红外量子剪裁的比较研究.研究发现当5G5能级到5S2能级及之间的能级被激发的时候,大多数的粒子数容易无辐射弛豫到(5F45S2)能级.在(5F45S2)能级, 由很强的ETr7-ETaYb{5F4(Ho)5I6(Ho), 2F7/2(Yb)2F5/2(Yb)}交叉能量传递渠道, 导致Ho3+离子的粒子数被无损耗的交叉能量传递到5I6能级, 同时Yb3+离子从基态2F7/2能级被激发到2F5/2能级,它导致了两个能被晶体硅有效吸收的红外光子, 即一个(1153 nm, 1188 nm)的红外光子和另一个(973.0 nm, 1002.0 nm) 的红外光子,因此出现了显著的双光子一级红外量子剪裁. 最后,该文计算了Ho(0.5)Yb(1):FOV和Ho(0.5)Yb(10.5):FOV的交叉能量传递效率为tr, 1% Yb(5F45S2)=29.2%, tr,10.5% Yb(5F45S2)=99.2%和它们的共合作能量传递效率为tr, 1% Yb(5F3)=4.18%, tr, 10.5% Yb(5F3)=75.3%;而它们的双光子量子剪裁效率的理论上限值依次为CR, 1% Yb(5F45S2)=129.2%, CR, 10.5% Yb(5F45S2)=199.2% 和CO, 1% Yb(5F3)=104.18%, CO, 10.5% Yb(5F3)=175.3%.因此发现了一级红外量子剪裁有比二级红外量子剪裁高较多的概率.该项研究对太阳能电池效率的提高很有意义.

English Abstract

参考文献 (25)

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