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金刚石硅空位色心综述
1
作者 谭心 李向升 +3 位作者 王健 杨桥 贺占清 祁晖 《中国材料进展》 北大核心 2025年第7期694-700,共7页
金刚石色心具有室温荧光稳定性和良好的生物兼容性,可作为一种优秀的单光子源或荧光标记物应用于量子信息传递和生物荧光标记等领域。而相比于传统的金刚石氮空位(nitrogen-vacancy,NV)色心,金刚石硅空位(silicon-vacancy,SiV)色心展现... 金刚石色心具有室温荧光稳定性和良好的生物兼容性,可作为一种优秀的单光子源或荧光标记物应用于量子信息传递和生物荧光标记等领域。而相比于传统的金刚石氮空位(nitrogen-vacancy,NV)色心,金刚石硅空位(silicon-vacancy,SiV)色心展现出更为优异的光学性能,包括更窄的声子边带、更短的激发态寿命和更集中的荧光辐射。主要介绍了金刚石SiV色心的结构性质和应用前景,对比了SiV色心和NV色心物理参数和应用领域等方面的区别,并介绍了几种常见SiV色心的制备方法。 展开更多
关键词 金刚石色心 硅空位 荧光 制备 应用
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微波等离子化学气相沉积法制备高浓度金刚石-空位色心及其性能研究 被引量：2
2
作者 刘厚盛 郭世峰 +4 位作者 陈明 张国凯 郭崇 高学栋 蔚翠 《物理学报》 北大核心 2025年第2期215-222,共8页
金刚石氮-空位(NV)色心在室温下稳定性好,电子自旋相干时间长,能被激光和微波操控,是量子探测领域最具潜力的结构.本研究采用微波等离子化学气相沉积法(MPCVD)制备具有较高氮含量的金刚石单晶,以构建高浓度NV色心.通过在前驱体气体中掺... 金刚石氮-空位(NV)色心在室温下稳定性好,电子自旋相干时间长,能被激光和微波操控,是量子探测领域最具潜力的结构.本研究采用微波等离子化学气相沉积法(MPCVD)制备具有较高氮含量的金刚石单晶,以构建高浓度NV色心.通过在前驱体气体中掺杂不同含量的氮原子,解决了高氮条件下长时间生长金刚石单晶出现的诸多问题,制备氮含量约为0.205,5,8,11,15,36和54 ppm(1 ppm=10^(-6))的高氮金刚石单晶.初步确定了前驱体气体中氮含量与进入到金刚石单晶晶格中氮含量的关系平均约为11,氮原子在金刚石单晶中主要以聚集态氮和单个替位N+形式存在.对高氮金刚石单晶进行电子辐照,显著提升了金刚石NV色心浓度,并对辐照后NV色心材料的磁探测性能进行验证. 展开更多
关键词 金刚石单晶 高氮 氮-空位色心 傅里叶变换红外光谱 磁探测
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以金刚石氮−空位色心为探针的亚衍射级成像技术及应用
3
作者 严越 徐锋 +3 位作者 施仙庆 刘源 张海龙 左敦稳 《光学仪器》 2025年第4期76-83,共8页
考虑到传统光学显微镜受光学衍射限制,分辨率无法满足生物、材料、微机电系统等领域的科研需求,因此需要借助基于荧光探针的亚衍射级成像技术。相对于传统荧光探针,金刚石氮−空位色心具有稳定的发光特性、独特的光学亮态、暗态转换特性... 考虑到传统光学显微镜受光学衍射限制,分辨率无法满足生物、材料、微机电系统等领域的科研需求,因此需要借助基于荧光探针的亚衍射级成像技术。相对于传统荧光探针,金刚石氮−空位色心具有稳定的发光特性、独特的光学亮态、暗态转换特性、较长的电子自旋相关时间以及生物兼容性等优异性能,使其成为新型探针在亚衍射级成像领域发挥关键作用。本文将介绍氮−空位色心作为荧光探针的两种机理,并探讨三类基于荧光探针的亚衍射级显微镜技术,总结氮−空位色心在这些亚衍射级成像技术中的应用,并对其应用成果进行综合分析和比较。最后,展望氮−空位色心在这一领域的未来应用前景。 展开更多
关键词 亚衍射级成像 氮−空位色心 荧光探针
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粉色CVD合成钻石的光致变色及光谱特征
4
作者 岳素伟 李坤 +1 位作者 高诗佳 金莉莉 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第11期3190-3197,共8页
无色合成钻石可经高温高压、辐照、低温退火多阶段处理形成NV色心而呈粉色,少量化学气相沉积法(CVD)合成钻石有NVH 0与SiV^(-)色心致粉色。不同机理致粉色合成钻石经短波紫外线(225 nm)照射后发生变色,选取粉色CVD合成钻石进行短波紫外... 无色合成钻石可经高温高压、辐照、低温退火多阶段处理形成NV色心而呈粉色,少量化学气相沉积法(CVD)合成钻石有NVH 0与SiV^(-)色心致粉色。不同机理致粉色合成钻石经短波紫外线(225 nm)照射后发生变色,选取粉色CVD合成钻石进行短波紫外线(225 nm)与钻石分级荧光灯(6500 K)照射实验,分析颜色变化、恢复时长及照射前后红外光谱(IR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、光致发光光谱(PL)特征,结果显示:样品在短波紫外线(225 nm)照射后,明度降低,整体变灰,颜色恢复需7~30 min;IR有极弱的N_(s)^(+)所致1332与950 cm^(-1)吸收峰/带,N_(s)^(0)所致1344与1130 cm^(-1)吸收峰/带,显示样品含氮量极低,可归为Ⅱa型,短波紫外线(225 nm)照射后,1344 cm^(-1)增强,1332 cm^(-1)减弱;UV-Vis显示样品为NV色心致粉色,短波紫外线(225 nm)照射后,637 nm(NV^(-))吸收强度变弱,NV^(0)与NV^(-)吸收强度与各自吸收边带中心位置的变化,是颜色发生变化的主要原因;PL可见强575与637 nm发光峰,NV^(0)峰强度为NV^(-)的2.5~6.5倍,多数样品见弱736.6与736.9 nm双峰(SiV^(-)),短波紫外线(225 nm)照射后NV^(0)、NV^(-)与SiV^(-)强度呈不同程度降低,NV^(-)与其发光边带最明显,指示NV^(0)、NV^(-)与SiV^(-)色心浓度呈不同程度降低,NV^(-)降低最为明显。综合分析认为,样品经短波紫外线(225 nm)照射,存在N^(+)+NV^(-)N^(0)+NV^(0)与N^(+)+SiV^(-)N^(0)+SiV^(0),以及N^(0)+NV^(0)N^(-)+NV^(+)或X^(+/0)+NV^(0)←→X^(0/-)+NV^(+),导致部分NV^(0)形成无光谱特征的NV^(+);NV^(0/-)色心的零声子线强度和吸收边带中心变化,导致样品颜色发生变化,白色光照可使其颜色恢复至初始状态。 展开更多
关键词 粉色CVD合成钻石 NV色心 光致变色 光谱特征
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快中子照相胶片成像法的初步实验 被引量：9
5
作者 裴宇阳 唐国有 +1 位作者 郭之虞 张国辉 《原子核物理评论》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期79-80,共2页
利用9Be(d, n)反应在北京大学 4. 5MV静电加速器上产生小于 7MeV能区的快中子, 采用胶片法进行了快中子照相的初步实验. 对快中子胶片成像法的基本性能进行了初步的测试和研究. 用国产的原材料研制了一种适用于快中子照相的关键部件—... 利用9Be(d, n)反应在北京大学 4. 5MV静电加速器上产生小于 7MeV能区的快中子, 采用胶片法进行了快中子照相的初步实验. 对快中子胶片成像法的基本性能进行了初步的测试和研究. 用国产的原材料研制了一种适用于快中子照相的关键部件———快中子转换屏. 实验结果表明研制的快中子转换屏能够满足快中子照相的需要. 展开更多
关键词 快中子 MV 实验结果 成像法 国产 反应 胶片 静电加速器 转换屏
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近红外飞秒激光在纯石英玻璃中诱导产生色心 被引量：2
6
作者 周秦岭 刘丽英 +4 位作者 徐雷 王文澄 邱建荣 朱从善 干福熹 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期360-362,366,共4页
聚焦的近红外飞秒激光在纯石英玻璃中诱导产生SiE′心 .在宏观破坏前 ,色心含量随激光功率密度、辐照脉冲数呈线性关系增长 .通过飞秒激光辐照前后石英玻璃的吸收光谱、电子自旋共振谱、荧光谱分析 ,提出了超短脉冲激光作用下SiE′心的... 聚焦的近红外飞秒激光在纯石英玻璃中诱导产生SiE′心 .在宏观破坏前 ,色心含量随激光功率密度、辐照脉冲数呈线性关系增长 .通过飞秒激光辐照前后石英玻璃的吸收光谱、电子自旋共振谱、荧光谱分析 ,提出了超短脉冲激光作用下SiE′心的形成过程 ,并认为激子自陷是色心形成的主要原因 . 展开更多
关键词 色心 飞秒激光 激子 吸收光谱 荧光谱 电子自旋共振 石英玻璃 近红外 激光功率 自陷
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溴化钾晶体电注入着色和光谱特性 被引量：3
7
作者 宋翠英 顾洪恩 +1 位作者 吴艳茹 韩莉 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1017-1020,共4页
用自行研制的电注入装置,在693K温度下施加DC1200V电压、对溴化钾晶体进行电注入并使之有效着色。在着色溴化钾晶体中产生大量F,R,M,N类和一些新的未知色心,并给出色心形成和转化机理。对着色晶体进行系统光谱测量和分析,用解谱法将相... 用自行研制的电注入装置,在693K温度下施加DC1200V电压、对溴化钾晶体进行电注入并使之有效着色。在着色溴化钾晶体中产生大量F,R,M,N类和一些新的未知色心,并给出色心形成和转化机理。对着色晶体进行系统光谱测量和分析,用解谱法将相应色心光谱带从测得光谱中合理地分解出来,并精确确定其光谱参数。 展开更多
关键词 电注入 溴化钾晶体 色心 光谱参数
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YAG晶体的γ射线辐照与退火效应 被引量：4
8
作者 颜声辉 钟永成 +1 位作者 方佩莹 李胜华 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 1990年第4期331-335,共5页
本文通过观测石榴石晶体的色心吸收光谱,得到了γ射线辐照、氧化和还原气氛下的退火处理与色心形成的关系,以及着色晶体色心吸收带的变化规律,还分析了石墨电阻对热和感应加热提拉法生长的Nd:YAG和YAG晶体中不同色心间的相互联系,从而... 本文通过观测石榴石晶体的色心吸收光谱,得到了γ射线辐照、氧化和还原气氛下的退火处理与色心形成的关系,以及着色晶体色心吸收带的变化规律,还分析了石墨电阻对热和感应加热提拉法生长的Nd:YAG和YAG晶体中不同色心间的相互联系,从而提出了YAG晶体中低价阳离子和阴离子空位相邻接,使色心吸收峰红移的观点。 展开更多
关键词 石榴石晶体 YAG晶体 激光晶体 色心
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不同Li／NbZr：Fe：LiNbO3晶体的生长及光折变效应的研究 被引量：2
9
作者 于晓艳 荣宪伟 +1 位作者 徐超 王旭宏 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期839-843,848,共6页
采用Czochralski技术生长不同Li/Nb双掺杂Zr:Fe:LiNbO3晶体,测试了晶体的光学均匀性和抗光折变能力。Zr:Fe:LiNbO3晶体双折射梯度比Fe:LiNbO3晶体降低一个数量级,抗光折变能力比Fe:LiNbO3晶体提高一个数量级,发现Zr4+在LiNbO3中具有抗... 采用Czochralski技术生长不同Li/Nb双掺杂Zr:Fe:LiNbO3晶体,测试了晶体的光学均匀性和抗光折变能力。Zr:Fe:LiNbO3晶体双折射梯度比Fe:LiNbO3晶体降低一个数量级,抗光折变能力比Fe:LiNbO3晶体提高一个数量级,发现Zr4+在LiNbO3中具有抗光折变能力。采用二波耦合光路测试不同Li/Nb的Zr:Fe:LiNbO3晶体的衍射效率、响应时间、擦除时间并计算了动态范围和灵敏度,Zr:Fe:LiNbO3晶体的响应速度,灵敏度和动态范围都比Fe:LiNbO3晶体高,它的全息存储性能优于Fe:LiNbO3晶体。 展开更多
关键词 Zr:Fe:LiNbO3 晶体 光折变效应 双折射梯度
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氯化钠晶体电注入着色机理解释 被引量：2
10
作者 宋翠英 王瑞 +1 位作者 高云娥 顾洪恩 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第B06期109-112,共4页
用自行研制的电注入装置,在不同温度下对氯化钠晶体进行电注入并使之有效着色。在着色晶体中有效地产生大量F、胶体C、N和一些未知色心,给出色心形成机理。对着色氯化钠晶体进行了系统光谱测量确定出这些色心的吸收光谱带光谱参数。借... 用自行研制的电注入装置,在不同温度下对氯化钠晶体进行电注入并使之有效着色。在着色晶体中有效地产生大量F、胶体C、N和一些未知色心,给出色心形成机理。对着色氯化钠晶体进行了系统光谱测量确定出这些色心的吸收光谱带光谱参数。借助测得的电流和时间关系图,对经此种电注入着色晶体中色心形成提出机理解释。实验结果表明,电注入仅经单步过程,便可获得比以往采用其他方法着色并需经多步处理才能产生的多种类色心,更具实用性。 展开更多
关键词 电注入着色 色心 氯化钠晶体 机理
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氙离子注入氯化钾和溴化钾晶体光谱特性 被引量：2
11
作者 宋翠英 顾洪恩 吴艳茹 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期156-158,共3页
用36keV氙离子注入,有效地使氯化钾和溴化钾晶体着色。在室温下,对着色晶体进行系统光谱分析。在着色晶体中,观测到大量F、R、M和未知色心,并给出色心生成与转化机理。用解谱的方法,分别从着色氯化钾和溴化钾晶体吸收光谱中合理地分解出... 用36keV氙离子注入,有效地使氯化钾和溴化钾晶体着色。在室温下,对着色晶体进行系统光谱分析。在着色晶体中,观测到大量F、R、M和未知色心,并给出色心生成与转化机理。用解谱的方法,分别从着色氯化钾和溴化钾晶体吸收光谱中合理地分解出K、F、R、M和一些其它吸收带,并精确确定这些吸收带的光谱参数。 展开更多
关键词 氯化钾晶体 溴化钾晶体 氙离子 光谱参数 吸收带 光学材料 色心
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KMgF_3晶体色心的产生及转换 被引量：3
12
作者 顾洪恩 阮永丰 戚蓝 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 1989年第2期141-143,共3页
本文报导了较低温度下(约200K)经电子束轰击着色的 KMgF_3晶体色心的光谱特征。室温下利用460nm 染料激光照射已着色的 KMgF_3晶体,能有效地将 F_2心电离,从而增加了395nm和565nm 色心的浓度。
关键词 KMGF3 晶体 色心
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不同温度辐照的LiF晶体色心的实验研究 被引量：3
13
作者 彭郁卿 张怡萍 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 1991年第10期597-600,共4页
用^(60)Coγ射线辐照LiF单晶,辐照温度分别为25℃与-70℃,剂量范围是(5.1×10~2—1.3×10~6)Gy。在室温条件下测量了吸收光谱与正电子湮没辐射多普勒展宽谱。给出了不同辐照温度条件下的F心浓度与S参数随剂量的变化并对结果进... 用^(60)Coγ射线辐照LiF单晶,辐照温度分别为25℃与-70℃,剂量范围是(5.1×10~2—1.3×10~6)Gy。在室温条件下测量了吸收光谱与正电子湮没辐射多普勒展宽谱。给出了不同辐照温度条件下的F心浓度与S参数随剂量的变化并对结果进行了讨论。 展开更多
关键词 温度 Γ辐照 LIF 晶体 色心 单晶
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Er掺杂金刚石缺陷的第一性原理研究 被引量：3
14
作者 谭心 张博晨 +2 位作者 任元 陈成斌 刘岳飞 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第6期1023-1028,1048,共7页
本文以第一性原理计算为基础,研究了Er掺杂后金刚石的电子结构、能级跃迁及N、B原子共掺杂对金刚石Er相关缺陷的影响。首先对Er掺杂后金刚石的形成能与结合能进行计算,结果表明掺杂后的稳定结构为Er原子周围存在1个空位的结构,稳定价态... 本文以第一性原理计算为基础,研究了Er掺杂后金刚石的电子结构、能级跃迁及N、B原子共掺杂对金刚石Er相关缺陷的影响。首先对Er掺杂后金刚石的形成能与结合能进行计算,结果表明掺杂后的稳定结构为Er原子周围存在1个空位的结构,稳定价态为+3价。然后预测零点跃迁能(ZPL)是0.807 eV,对应激发的光子波长为1536.289 nm。最后对N、B原子共掺杂计算,结果表明N、B原子的掺入可以使形成能降低,增加结构稳定性。Er掺杂金刚石使其在近红外光谱发光,为Er金刚石色心的应用提供了理论依据。 展开更多
关键词 Er掺杂 金刚石缺陷 第一性原理 电子结构 能级跃迁 形成能
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锗酸铋晶体中子辐照诱导色心的研究 被引量：3
15
作者 李欣年 方晓明 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2002年第6期535-538,共4页
对锗酸铋晶体进行了两种不同剂量的14.6MeV快中子辐照.利用常规的核探测技术,通过测量其辐照前后　Cs的γ能谱来观察峰总比的变化,研究了辐照诱导色心对于荧光输出和中子剂量对于辐照诱导色本底能谱和137心密度的影响.
关键词 锗酸铋晶体 快中子 辐照诱导 色心
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离子注入Al_2O_3(001)面与色心电子结构第一原理计算 被引量：1
16
作者 于杰 陈敬超 +1 位作者 杜晔平 冯晶 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期68-70,80,共4页
采用MEVVA源离子注入机对无色合成蓝宝石进行一定剂量的Ti离子注入,通过改变热处理条件,得到蓝色刚玉,实验发现其为色心致色。通过XPS、紫外可见分光光度计对样品的元素价态、吸收谱进行测试结果表明,表层内存在不同价态的Ti离子,在400-... 采用MEVVA源离子注入机对无色合成蓝宝石进行一定剂量的Ti离子注入,通过改变热处理条件,得到蓝色刚玉,实验发现其为色心致色。通过XPS、紫外可见分光光度计对样品的元素价态、吸收谱进行测试结果表明,表层内存在不同价态的Ti离子,在400-450nm处有强烈的蓝光反射峰。通过模拟计算进一步验证了该色心是由注入的Ti离子的3d轨道与Al的3p轨道之间的电荷转移及轨道杂化引起的,属于电子型色心。 展开更多
关键词 无机非金属材料 离子注入 价态 色心 蓝宝石
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利用电子顺磁共振对掺Mn刚玉晶体中子辐照变价的研究 被引量：1
17
作者 林理彬 张一云 +1 位作者 卢铁城 林理忠 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1996年第1期46-51,共6页
测量并对比了掺Ｍｎ刚玉晶体在中子辐照及退火处理前后的电子顺磁共振（ＥＰＲ）谱，结合紫外－可见光吸收谱的结果，发现Ｍｎ２＋和Ｍｎ４＋的浓度降低，而Ｍｎ３＋浓度增加，虽然Ｍｎ离子的掺杂浓度并无改变，但其价态由于中子辐照而... 测量并对比了掺Ｍｎ刚玉晶体在中子辐照及退火处理前后的电子顺磁共振（ＥＰＲ）谱，结合紫外－可见光吸收谱的结果，发现Ｍｎ２＋和Ｍｎ４＋的浓度降低，而Ｍｎ３＋浓度增加，虽然Ｍｎ离子的掺杂浓度并无改变，但其价态由于中子辐照而引起了改变．实验结果还表明，中子辐照可在晶体内形成Ｍｎ２＋与Ｆ－心的复合体，但退火后则有一部分转化为Ｍｎ２＋与Ｆ心的复合体． 展开更多
关键词 电子顺磁共振 刚玉晶体 中子辐照变价 掺锰 色心
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NaCl晶体中激光工作心──（F_2~＋）_H心的形成 被引量：1
18
作者 吴季怀 许承晃 +2 位作者 林碧洲 林建明 黄妙良 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 1996年第2期96-99,共4页
ＮａＣｌ（ＯＨ－）晶体中的（Ｆ２＋）Ｈ色心是理想的激光工作心。本文设计一个系统实验，测定了室温光聚集和液氮温度光聚集过程ＮａＣｌ（ＯＨ－）光谱性质变化，研究了此过程（Ｆ２＋）Ｈ１和（Ｆ２＋）Ｈ２色心的形成，探讨了（Ｆ... ＮａＣｌ（ＯＨ－）晶体中的（Ｆ２＋）Ｈ色心是理想的激光工作心。本文设计一个系统实验，测定了室温光聚集和液氮温度光聚集过程ＮａＣｌ（ＯＨ－）光谱性质变化，研究了此过程（Ｆ２＋）Ｈ１和（Ｆ２＋）Ｈ２色心的形成，探讨了（Ｆ２＋）Ｈ色心的结构和性质。获得浓度较高、稳定性好的（Ｆ２＋）Ｈ激光工作心。 展开更多
关键词 晶体 色心 激光工作心 光聚集 氯化钠
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氧化镁晶体电注入着色及光谱特性 被引量：1
19
作者 宋翠英 王瑞 高云娥 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1592-1595,1605,共5页
用自行研制的电注入装置,在不同条件下对氧化镁晶体进行电注入并使之有效着色。在着色晶体中有效地产生大量F、F2和一些未知色心,并探讨了色心形成机理。对着色氧化镁晶体进行了系统光谱测量,确定这些色心的吸收光谱带光谱参数,并对色... 用自行研制的电注入装置,在不同条件下对氧化镁晶体进行电注入并使之有效着色。在着色晶体中有效地产生大量F、F2和一些未知色心,并探讨了色心形成机理。对着色氧化镁晶体进行了系统光谱测量,确定这些色心的吸收光谱带光谱参数,并对色心形成过程进行分析。结果表明,随着电压的升高,通电时间增长,色心的浓度增大,电注入仅经单步过程,便可获得以往采用其他着色方法多步处理才能产生的多种类色心,更具实用性。 展开更多
关键词 电注入着色 色心 氧化镁晶体
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点阳极电注入氯化钠晶体光谱特性及机理 被引量：4
20
作者 宋翠英 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期643-646,共4页
利用电注入着色装置,使用点阳极和平板阴极在不同条件下对氯化钠晶体进行电注入着色。在着色晶体中产生大量V、F、胶体C和N心。对着色晶体进行系统的光谱测量,确定色心光谱吸收带的光谱参数。研究不同注入条件对色心浓度的影响。测得电... 利用电注入着色装置,使用点阳极和平板阴极在不同条件下对氯化钠晶体进行电注入着色。在着色晶体中产生大量V、F、胶体C和N心。对着色晶体进行系统的光谱测量,确定色心光谱吸收带的光谱参数。研究不同注入条件对色心浓度的影响。测得电流～时间关系曲线。计算出V色心的激活能小于F色心激活能,进而解释色心形成机理。 展开更多
关键词 电注入着色 点阳极 氯化钠晶体 色心
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