高壓下四碘化鍺的光分解反應(yīng)及銪銀共摻雜的焦硅酸釔的熒光.pdf

1、作為一門新興學(xué)科，高壓科學(xué)的研究對象是高壓下物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)，其研究領(lǐng)域幾乎涵蓋了物質(zhì)科學(xué)的所有領(lǐng)域。在高壓狀態(tài)下，原子或分子之間的距離明顯地縮短，電子結(jié)構(gòu)隨之改變，從而使得物質(zhì)中原子發(fā)生重排，電子能級發(fā)生變化，甚至于自旋狀態(tài)也有可能發(fā)生重排，引起物質(zhì)的電子相變和結(jié)構(gòu)相變。以往科學(xué)家比較關(guān)注溫度、電磁場、摻雜等因素對材料的物理化學(xué)性質(zhì)的影響，但是越來越多的研究表明壓力和組分、溫度一樣，是任何體系的三個獨立物理參量，其作用是其他任何手

2、段無法取代的。高壓科學(xué)一方面研究物質(zhì)的高壓新相及其性質(zhì)，為開發(fā)新材料提供試驗場，另一方面通過分析高壓下物相的新數(shù)據(jù)、新現(xiàn)象，有助于發(fā)現(xiàn)新規(guī)律，發(fā)展并提出新理論。高壓科學(xué)在今后有望能為物理學(xué)最基本問題、生命起源、星體結(jié)構(gòu)及演化等廣闊領(lǐng)域提供更多重要信息，并有所作為。
　　本論文內(nèi)容主要是利用靜態(tài)超高壓金剛石對頂砧技術(shù)研究了高壓對四碘化鍺分子晶體光照分解反應(yīng)的逆作用，探討了壓力對光化學(xué)反應(yīng)的影響。此外本論文還介紹了銪銀共摻雜的焦硅酸釔

3、微米晶的高溫結(jié)晶過程和光學(xué)性質(zhì)。論文包括四章，內(nèi)容如下:
　　第一章系統(tǒng)介紹了高壓科學(xué)，高壓獲取技術(shù)，以及能與高壓技術(shù)結(jié)合的物性測量手段。重點介紹了超高壓金剛石對頂砧技術(shù)，紅寶石熒光定標技術(shù)，以及與之配合的高壓拉曼、高壓熒光等物相分析手段。
　　第二章主要介紹了范德瓦爾斯力，分子晶體的定義、性質(zhì)和用途。描述了固態(tài)氦，固態(tài)氫，固態(tài)二氧化碳這幾種典型的分子晶體的性質(zhì)。然后總結(jié)了分子晶體在高壓作用下的表現(xiàn)，例如絕緣體-金屬轉(zhuǎn)變，非

4、晶化，超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變，分子分解，以及化學(xué)反應(yīng)。
　　第三章研究了壓力對四碘化鍺分子晶體光照分解反應(yīng)的逆作用。碘和含碘的ⅣA族化合物在高壓下會發(fā)生金屬化，非晶化以及分子分解等很多奇異的性質(zhì)變化。利用325，514.5，632.8 nm激光輻照后，常壓下四碘化鍺及其在環(huán)己烷中的溶液出現(xiàn)了新的拉曼峰，溶液也發(fā)生了從黃色到紅色的顏色變化。研究發(fā)現(xiàn)，新出現(xiàn)的拉曼振動峰對應(yīng)于六碘化二鍺和碘單質(zhì)，結(jié)合溶液顏色變化，說明波長在632.8 nm以下的光

5、可以使四碘化鍺光分解為六碘化二鍺和碘。使用金剛石對頂砧對四碘化鍺加壓，發(fā)現(xiàn)壓力使得四碘化鍺的拉曼振動峰發(fā)生劈裂和合并，這說明其晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。同時發(fā)現(xiàn)在0.5 GPa到1.7 GPa這一壓強區(qū)間內(nèi)，對應(yīng)于六碘化二鍺和碘的拉曼振動峰逐漸消失，表明四碘化鍺的光分解反應(yīng)被逆轉(zhuǎn)。卸壓后，光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物拉曼振動峰重新出現(xiàn)。
　　第四章研究了銪銀共摻雜焦硅酸釔微米晶的高溫結(jié)晶過程和光學(xué)性質(zhì)。首先介紹了焦硅酸釔的性質(zhì)，用途以及合成方法，隨后講

6、述了溶膠凝膠法的基本原理和應(yīng)用范圍。詳細闡明了銪銀共摻雜的焦硅酸釔微米晶的合成方法和后續(xù)的表征手段。高壓拉曼測量表明非晶態(tài)的微量銪摻雜的焦硅酸釔微米晶會在1050-1100℃結(jié)晶為α相。經(jīng)1200℃保溫6小時的共摻雜樣品(Eu1 at％，Ag8 wt％)在325 nm光激發(fā)下發(fā)出白光（CIE色度坐標x=0.3776，y=0.3475）。通過X射線衍射實驗以及激發(fā)光譜、發(fā)射光譜的分析，發(fā)現(xiàn)其中紅光部分來自于Eu3+的5D0-7Fj躍遷，綠