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注冊

上海稀土2022年第4期

主辦:上海市稀土協會
承辦:上海稀土產業促進中心

Shanghai Rare Earth

內部期刊

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2022

世界首條稀土永磁磁浮軌道交通工程試驗線建成
我國首家稀土博物館開館
標準化對稀土冶煉節能具有積極作用
稀土功能晶體高純原材料正在實現國產化
稀土金屬價態轉變研究獲進展
新型銩纖維激光系統治療兒童尿結石,無結石率提升11%

目錄

CONTENTS

— Ⅰ —

協會與寶地創新中心交流座談
市經信委新材料處召開座談交流會
稀土聯合支部召開預備黨員轉正征求黨內外群眾座談會
聯合支部召開第一屆第十八次全體黨員大會
中國稀土集團國貿公司成立:加快貿易資產實質性深入整合
中科院贛江創新研究院落地江西兩年 稀土領域科研成果頻出

— Ⅱ —

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Researchers Develop Novel Near-ultraviolet LED-excitable Near-infrared Emitters
Nd,Th:LaAlO3 Shows Promising Potential in High-Energy Pulsed Lasers

華中科技大學生命學院在微生物廣譜高效吸附稀土元素技術方面取得重要進展
我國學者在深海稀土研究領域取得進展
稀土金屬價態轉變研究獲進展
Energy From Vibrating Micromagnets Power the Wireless Sensors in the Most Efficient Way

目錄

CONTENTS

— Ⅲ —

— Ⅳ —

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協會與寶地創新中心交流座談

2022年7月14日下午,市稀土協會在市經信委新材料處一級主任科員金葉帶領下,赴寶武集團寶地創新中心交流座談。
會上,寶地創新中心副總裁王君婷詳細的介紹了寶武集團的總體情況,包括新材料板塊的產業戰略和管理條線,并著重就寶地創新中心如何為企業提供高質量科技服務,產業生態服務以及典型案例進行了分享。
寶地資產科技部部長、寶地創新中心總裁、吳淞口創業園總裁胡翊就寶武碳中和產業園的規劃情況作了介紹,并就對上海稀土產業的一些感興趣的話題進行了詢問,還就如何將雙方現有的資源結合起來,更好的合作談了看法。
協會秘書長吳建思簡單將上海市稀土產業的特點、集聚高端應用、貿易資源和協會的簡單情況作了交流。
金葉科長在最后總結中指出,政府一直在探索如何將行業協會的功能發揮的更好,今天協會和寶地創新中心的交流是很好的契機,雙方在推動產業科技創新上不謀而合,希望能夠利用各自資源充分合作對接,瞄準新賽道,在服務企業、助推產業上更上一個臺階,煥發更大的生機。
此外金葉還詳細介紹了上海新材料的重點推進方向。
出席本次座談的還有,寶地創新中心產業孵化總監楊倩,上海市稀土協會副秘書長崔中倪和有關稀土專業人員。

市經信委新材料處召開座談交流會

2022年8月12日下午,市經信委新材料處一級主任科員金葉、華東理工大學工業催化所所長郭楊龍,市稀土協會秘書長吳建思、副秘書長崔中倪等在協會會長單位,上海和利稀土集團有限公司會議室召開座談交流會,主要就如何依托上海現有資源,通過組建催化產業聯盟,促進綠色綠色低碳產業發展,推動上海催化產業發展新增長極開展討論。
會上,首先交流和分析了催化劑在新材料領域體現出的高效節能和數字化升級轉型要求,以及在綠色低碳和碳中和領域的重要作用,并且上海在催化劑的研發、制造和豐富的應用場景等方面有著很多現有的優勢資源,同時擁有較好的產業基礎。
金葉科長在交流中指出,要了解行業的痛點,挖掘上海的優勢資源,強化新材料領域特色產業引領功能,以催化發展為契機,搶抓新賽道、培育新動能,賦能千行百業實體經濟高質量發展,突破關鍵核心技術,講好、講透催化上下游發展新業態、新規模、新應用激活創新策源新動能的故事,為上下游企業增進行業交流和拓展服務功能,提出一系列運營舉措和建議,并要求落實做好做實各項工作任務。

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聯合支部召開預備黨員轉正征求黨內外群眾座談會

2022年6月23日下午,上海稀土聚氨酯硅酸鹽協會聯合黨支部在上海和利稀土集團有限公司會議室召開中共預備黨員崔中倪同志轉正征求黨內外群眾座談會,傾聽部分黨員和群眾的聲音和意見。
本次會議主要討論關于崔中倪同志是否按期轉正問題。會議由聯合黨支部書記吳建思主持。

吳建思秘書長在最后總結中說,通過今天的交流,大家進行充分的溝通,從政府部門、行業專家和社會組織的多個角度提出看法和意見,進行頭腦風暴,為后續工作的順利開展理清了思路,接下來將根據今天會議的精神,為協會指明了工作方向、工作思路和具體實施步驟,盡早爭取政府資源、龍頭企業的支持,及上下游企業的關注和幫助。
本次會議得到上海和利稀土集團有限公司的大力支持和熱情服務。

會上,吳建思介紹了此次會議目的,并宣讀了本次座談會召開的流程。根據相關規定,會議按照要求對崔中倪同志就預備考察期間的情況做初步介紹,并從思想、工作、生活作風等方面進行客觀的評價。
參加座談會的成員分別對崔中倪同志的表現情況進行了反饋,充分肯定了他過去一年在思想、學習、生活等方面的表現,尤其是在疫情期間,作為一名預備黨員能主動請纓踴躍報名積極投入到社區志愿者服務,三個多月以自己的行動履行社會責任,為民辦實事,與居委干部和社區志愿者一起齊心合力抗擊疫情,不斷提高綜合素質和工作能力,得到大家的好評和點贊。參會人員認為該預備黨員有較強的政治覺悟和判斷力,政治立場堅定,有信仰、有理想,工作踏實能干,注重細節和較強的執行力,團結同事,與人共處有親和力,在工作和生活中起模范帶頭作用,基本具備黨員發展條件,一致同意其按期轉正。并希望該同志轉正后再接再厲,繼續為協會的發展作出貢獻。
此次征求黨內外群眾座談會的召開,得到了協會會長單位的大力支持和幫助,是對預備黨員在預備期間的一次綜合性考察,是對預備黨員轉正的關鍵程序,同時也是發現問題和解決問題的重要途徑。通過本次會議的順利召開,預備黨員更加明確了奮斗目標,堅定了入黨決心。
出席此次會議的還有,中共黨員:吳虹、邵文萍,群眾:馬英姿、戴超、胡梅芬,預備黨員:崔中倪。

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聯合支部召開第一屆第十八次全體黨員大會

2022年6月28日下午,中共上海稀土聚氨酯硅酸鹽協會聯合支部委員會在上海市聚氨酯工業協會會議室召開第一屆第十八次全體黨員大會,會議由支部書記吳建思主持,黨員許國清、周襄瑤、劉薇,預備黨員崔中倪出席本次會議。
會上,首先對預備黨員崔中倪同志能否按期轉正進行了審議,由預備黨員本人匯報自己在預備期間的表現,入黨介紹人和考察鑒定人介紹其在預備期間的表現及教育和考察情況,提出能否轉為正式黨員的意見,經大會討論,與會黨員充分發表意見后,以無記名投票形式進行表決,最終全票通過,并一致同意崔中倪同志按期轉正成為正式黨員。崔中倪同志在表態中表示,非常感謝組織的認可和信任,作為一名新黨員,在進入新發展階段,就要不斷提升、強化和優化自己,貫徹新發展理念,構建新發展格局,要謙虛認真傾響老黨員的殷殷囑托和意見及建議,作為未來行動的指引和實踐,在新起點上,要更加嚴格要求自己,踔厲奮發,砥礪前行,激勵自己責無旁貸地肩負起當好行業協會工作的排頭兵和先行者的光榮使命,奮力開創協會發展更加美好的明天。
隨后進行了聯合支部2021年度組織生活和民主評議會,吳建思書記對本次組織生活的主要情況和流程進行通報,并統一學習了《黨章》、《中國共產黨支部工作條例》、《中國共產黨黨員教育管理工作條例》的相關內容,隨后全體黨員圍繞會議主題逐一開展了批評與自我批評,認真查擺存在的問題,剖析了產生問題的根源,制定了具體整改措施。同時對聯合支部、書記和全體黨員進行了年度民主評議。

通過今天的組織生活會,大家一致認為,作為一名黨員,要提高政治站位,始終心懷“國之大者”,把人民至上和忠誠擁護“兩個確立”、堅決做到“兩個維護”根植于魂,不斷提高政治判斷力、政治領悟力,自覺在思想上政治上行動上同以習近平同志為核心的黨中央保持高度一致。要風清氣正做人,求真務實、腳踏實地干事,思想上要以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,不忘初心、牢記使命,砥礪奮進,勇毅前行,以實際行動和優異成績,創造新奇跡,展現新氣象,迎接黨的二十大勝利召開。
會議還討論了其他事項。

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中國稀土集團國貿公司成立:
加快貿易資產實質性深入整合

來源:澎湃新聞
為有效提升中國稀土資源的掌控力和國際影響力,2021年12月23日,中國稀土集團有限公司正式成立。半年之后,央企和地方國企稀土業務端的整合融合進一步推進。
據中國稀土集團官方宣布,7月1日,中國稀土集團國際貿易有限公司(下稱“國貿公司”)于江西贛州成立。中國稀土集團方面表示,中國稀土集團國際貿易公司的成立,是中國稀土集團加快貿易資產實質性深入整合,推動產業協同,業務聚合增效,實現聚合效應的重要舉措。
據悉,中國稀土集團國際貿易公司成立后,將聚焦推動實現中國稀土集團貿易運營一體化,加強與稀土行業上下游、橫縱向及不同領域之間的深度合作,致力打造世界一流貿易企業。
天眼查信息顯示,國貿公司注冊成立于2022年6月28日,注冊資本10億人民幣,由中國稀土集團100%控股。
去年12月23日,中國稀土集團有限公司正式成立。中國稀土集團是由中國鋁業集團有限公司、中國五礦集團有限公司、贛州稀土集團有限公司為實現稀土資源優勢互補、稀土產業發展協同,引入中國鋼研科技集團有限公司、有研科技集團有限公司等兩家稀土科技研發型企業,按照市場化、法治化原則組建的大型稀土企業集團。
組建后的中國稀土集團屬于國務院國資委直接監管的股權多元化中央企業,也被稱為“最年輕央企”。這家央企目前的股權結構為:國務院國資委持有31.21%;中國鋁業集團有限公司、中國五礦股份有限公司、贛州稀土集團有限公司分別持有20.33%;中國鋼研科技集團有限公司、有研科技集團有限公司各持3.90%。
在組建之時,中國稀土集團就稱,將聚焦稀土的科技研發、勘探開發、分離冶煉、精深加工、下游應用、成套裝備、產業孵化、技術咨詢服務、進出口及貿易業務,致力打造具有全球競爭力的世界一流稀土企業集團。

在組建之時,中國稀土集團就稱,將聚焦稀土的科技研發、勘探開發、分離冶煉、精深加工、下游應用、成套裝備、產業孵化、技術咨詢服務、進出口及貿易業務,致力打造具有全球競爭力的世界一流稀土企業集團。
對于國貿公司的組建,中國稀土集團在6月6日曾召開籌備推進會。該會議指出,組建國貿公司是中國稀土業務端整合融合的先手棋,是貫徹落實黨中央決策部署,傳承央企紅色基因,賡續央企紅色血脈的實際行動,要統籌規劃、精心組織、全力推進。

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中科院贛江創新研究院落地江西兩年
稀土領域科研成果頻出

來源:中國新聞網
中新網南昌7月26日電 (李韻涵 徐夢文)再生稀土永磁材料的研究與開發、鐵氧體永磁材料萬噸級生產線建成、含磷羧酸萃取分離釔工藝......自中國科學院贛江創新研究院(簡稱贛江創新院)2020年落地江西以來,稀土領域科研成果頻出。
中國科學院贛江創新研究院院長齊濤26日在南昌召開的“江西這十年”科技創新專題發布會上透露上述消息。
齊濤說,江西省是中國中重稀土資源儲量最多的省份,也是中國乃至世界稀土礦產開采和生產的重要基地、稀土科技人才培養的重要基地。
齊濤表示,自2020年1月啟動籌建兩年來,贛江創新院按照“邊建設、邊招人、邊科研、邊產出”的原則,有序、高效、穩步推進建設工作,目前已經投用7.35萬㎡基礎設施,在建18.80萬㎡。在重大任務及平臺方面,到款總經費25.2億元,在研44項,科研經費8.13億元,包括中國科技部稀土關鍵核心技術攻關項目、重點研發計劃項目等。
此外,一批稀土領域科研成果在贛江創新院涌現。齊濤介紹說,2022年6月28日,稀土重點實驗室獲得中科院正式批復;2022年1月1日,“再生稀土永磁材料的研究與開發”3000噸生產線在江西贛州試生產成功;2022年5月12日,鐵氧體永磁材料萬噸級生產線在贛江虔東磁業有限公司完成建設并一次性開車成功;含磷羧酸萃取分離釔工藝屬國內外首創(已通過外部專家科技成果評價),實

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功;含磷羧酸萃取分離釔工藝屬國內外首創(已通過外部專家科技成果評價),實現了從跟蹤為主向并跑和領跑的突破性轉變,擬建設4000噸/年生產線等。
齊濤稱,江西將深化贛江創新院與中國稀土集團“一體化、協同式”發展模式,以共同組建國家重點實驗室、國家技術創新中心等平臺為牽引,加強江西省稀土高層次人才的引育,解決江西省稀土高層次人才引進難的問題,通過產研協同創新,把江西省的稀土資源優勢轉化為產業優勢、經濟優勢和戰略優勢。

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世界首條稀土永磁磁浮軌道交通工程試驗線建成

來源:人民日報
8月9日上午,由江西理工大學牽頭,與興國縣人民政府聯合中鐵六院、中鐵工業、國家稀土功能材料創新中心等單位共同完成的永磁磁浮軌道交通工程試驗線——“紅軌”在贛州市興國縣順利建成。
“紅軌”是迄今為止建成的世界首條永磁磁浮軌道交通系統工程試驗線,試驗線的建成標志著一個安全、便捷、高效的中低速、中低運量的新制式軌道交通系統誕生。稀土永磁磁浮軌道交通系統實現了永磁懸浮技術與空軌技術的完美結合,是繼電磁懸浮、超導磁浮之后,開辟的一種新的磁懸浮技術路線,具有完全自主知識產權,是稀土材料應用及永磁磁浮軌道系統研究的又一重大成果。
“紅軌”由稀土永磁懸浮系統、直線電機牽引驅動系統、智能定位與通信信號系統、運行控制與安全保障系統、軌道支撐與牽引供電系統、車輛裝備系統等六大部分組成。“紅軌”具有綠色、智能、安全、經濟的顯著特點:系統實現零功率懸浮、低功耗運行;運行過程中不產生廢氣排放和電磁輻射,對人體和環境無傷害;應用5G通信、北斗定位、智能傳感等信息技術,深度互聯和智能融合列車、乘客、環境、設備等實體信息;有獨立路權,不受其他交通工具的干擾;系統能耗和運維成本小,90%的材料可以循環利用。

此次建成的試驗線南起永豐站(高鐵興國西站),沿站前大道東側綠化帶敷設,北至靜調庫。線路正線長度約800m,均為鋼構高架線。磁浮列車采用2輛編組,載客能力為坐席32個、定員88人,最高設計運行速度為80km/h。
該試驗線因處于革命老區“將軍縣”興國縣,被譽為“紅軌”。磁浮列車命名為“興國號”,車身由紅白相間的顏色組成,兩側車頭標有56顆星星,寓意為向將軍縣興國56位開國將軍致以崇高的敬意。
江西理工大學黨委書記、紅軌技術首席專家楊斌介紹到,作為國際稀土永磁磁浮軌道系統的開拓者、永磁磁浮技術與軌道交通相結合的探索者,“紅軌”有望成為一種全生命周期成本低、性價比優的品質化、個性化、智能化交通運輸系統,“紅軌”涵蓋新材料、軌道交通、人工智能、無線通信、智能制造、電機驅動等多個戰略性新興產業,將引領綠色交通與低碳出行,重構高質量發展新產業生態,具有廣闊發展前景。
中國中鐵股份有限公司黨委常委、副總裁李新生表示, 中國中鐵為“紅軌”項目的勘察設計、裝備制造、工程施工和運行維護提供了一攬子綜合解決方案。“紅軌”試驗線的竣工不僅是項目各方深入貫徹國家“交通強國”戰略的積極探索,而且為我國構建多層次、一體化、智能化、現代化軌道交通網開啟了新的里程碑,也為革命老區的發展增添了新動能。
據悉,“紅軌”系統的研發歷時九年,經歷了兩個階段,第一階段為2014年11月到2019年9月,在工信部“十二五”稀土專項立項支持下,建成了60米永磁磁浮軌道交通系統技術驗證線,實現了技術從0到1的突破。科技成果評價為“整體技術國際先進,導向運輸系統填補了國際空白”。第二階段為2020年5月到2022年7月,在贛州市委市政府大力支持下,由江西理工大學牽頭,與興國縣人民政府聯合中鐵六院,中鐵工業旗下中鐵科工、中鐵寶橋、中鐵九橋,中國通號、金力永磁及富爾特電子等單位共同完成“紅軌”的工程試驗線建設。
當天上午,在“紅軌”產業招商推介會上,現場集中簽約10個項目,總投資114.3億元。

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我國首家稀土博物館開館

來源:內蒙古新聞網
7月5日,包頭稀土博物館正式開館。據了解,該博物館是目前國內已知的唯一一家全方位展現中國乃至世界稀土產業發展歷程的主題博物館。
包頭稀土博物館位于包頭稀土研究院內,建筑面積1470平方米。該館立足稀土產業本身,突出地域及資源優勢,結合博物館“科普、博物”的功能,通過設立“稀土溯源、稀土與世界、稀土與中國、稀土與包頭、稀土與應用、稀土與碳中和”六部分展陳內容,展覽有丁道衡關于綏遠考察報告原稿等涉及稀土產業發展的珍貴歷史文獻、歷史實物以及稀土原料、功能材料、器件終端應用產品等650余件展品,全面展示稀土元素的發現及開發應用、稀土礦的形成及分布、稀土工藝流程、科技研發,世界及中國稀土產業發展歷程,特別是在黨和國家的正確領導和關心重視下,我國稀土產業近70年取得的舉世矚目的成就,是一部立體的稀土產業發展史和百科全書。
記者在包頭稀土博物館看到,該館充分利用信息化、數字化的現代展陳手段,將聲光電巧妙融入多項展示環節,通過圓頂穹形銀幕、LED環形屏以及三折幕等方式,打造沉浸式體驗空間,增強互動性、創新性、趣味性體驗。另外,通過對稀土工藝流程具象化、產品模型化、科研工作趣味化的展示,充分顯現知識性、專業性,向社會公眾科普稀土知識、弘揚科學精神。
建設包頭稀土博物館將有利于推動博物館與包頭市所屬稀土企業、所轄稀土高新技術產業開發區及全球最大稀土集團——中國北方稀土等形成集群,成為共同打造稀土產業發展形象的重要窗口和服務于稀土產業高質量發展的重要平臺。

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標準化對稀土冶煉節能具有積極作用

來源:中國有色金屬報
導讀:根據國務院的要求,未來幾年內,將強制性節能標準實施情況納入包括稀土產業在內的各個產業的節能目標責任考核。相信通過這些舉措,將為稀土行業能效提高和轉型升級起到促進作用。
近日,國家標準化管理委員會委托內蒙古自治區市場監管局對北方稀土集團承擔的稀土冶煉節能標準化示范項目進行了評估驗收。評估驗收組認為,試點項目在實施過程中做到了機構健全、保障有力、直傳到位、實施有效,達到了《國家節能標準化示范創建項目評估方案》的要求,一致同意該項目通過驗收。
北方稀土能順利通過驗收,與其堅持不懈抓好冶煉節能標準化工作密不可分。近年來,北方稀土從生產工藝、節能技術、節能管理、設備管理等方面推進項目實施,形成了公司、部門、生產廠、車間四級節能標準化管理網絡。隨著能源管理水平持續提升,北方稀土單位產品綜合能耗逐年降低,各種綠色發展成果層出不窮,稀土焙燒窯天然氣單耗降低9.38%、灼燒窯天然氣單耗降低16.37%。
北方稀土的經驗值得其他稀土行業企業學習借鑒。稀土產業作為重點用能產業之一,需要制訂稀土冶煉節能標準,只有這樣,才能不斷優化完善節能標準體系結構,加快推進稀土冶煉生產能耗限額、碳排放核算、電能替代技術、能效提升及清潔能源替代等標準體系結構,引領和服務稀土產業高質量發展。
2015年5月,國務院辦公廳發布的《關于加強節能標準化工作的意見》提出,2020年,建成指標先進、符合國情的節能標準體系,主要高耗能行業實現能耗限額標準全覆蓋,80%以上的能效指標達到國際先進水平,標準國際化水平明顯提升。形成節能標準有效實施與監督的工作體系,產業政策與節能標準的結合更加緊密,節能標準對節能減排和產業結構升級的支撐作用更加顯著。
《意見》特別強調,以強制性能耗限額標準為依據,實施固定資產投資項目節能評估和審查制度,對電解鋁、鐵合金、電石等高耗能行業的生產企業實施差別電價和懲罰性電價政策,對煤炭、石油、有色、建材、化工等產能過剩行業和稀土等戰略資源行業的生產企業進行準入公告。

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根據國務院的《意見》,近幾年來,包括北方稀土在內的一些稀土企業結合自身實際,開展稀土冶煉節能標準化工作,已基本形成了一定的節能標準體系,支撐了稀土產業淘汰落后產能和化解過剩產能、能效對標、節能產品認證、能效標識等政策措施的實施,取得了良好的經濟和社會效益。
顯而易見,標準化對稀土冶煉節能可以起到積極的作用。稀土業要以北方稀土的稀土冶煉節能標準化示范項目獲批為契機,深入開展節能降碳工作,將技術改造與節能降碳、碳中和等深度結合,針對稀土產業綠色節能發展需求,在稀土冶煉標準化方面開展工作,逐步建立起稀土產業高質量發展的標準體系。
隨著節能新一輪提標工作的推進,除稀土冶煉節能標準化示范項目外,涉及稀土其他生產環節中的節能標準制修訂工作也將提上議事日程。根據國務院的要求,未來幾年內,將強制性節能標準實施情況納入包括稀土產業在內的各個產業的節能目標責任考核。相信通過這些舉措,將為稀土行業能效提高和轉型升級起到促進作用。

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稀土功能晶體高純原材料正在實現國產化

來源:中國有色網
近日,包頭稀土研究院天津分院在晶體級無水溴化鑭、無水溴化鈰的干法造粒實驗中取得了良好的實驗效果,其具體研發的創新點來自北京玻璃研究院教授張明榮的反饋意見。張明榮曾反饋,現有粉末狀晶體級無水稀土鹵化物產品,不利于行業下游應用廠商使用,需要進行造粒與高規格封裝處理。
“北京玻璃研究院是我院晶體應用市場推廣階段的客戶,對北京玻璃研究院的反饋意見,我院立即成立閃爍晶體用無水溴化鑭造粒封裝工藝國產化研發項目組,項目組通過預定計劃,引進、安裝、調試了實驗所需設備,通過前期實驗,證實干法制粒工藝對無水稀土鹵化物的吸潮性具有明顯的抑制作用。”包頭稀土研究院天津分院技術人員張瑞森表示,此次實驗的成功,進一步增強了我國在稀土光功能晶體市場的話語權。

稀土光功能晶體研發勢在必行
所謂“光功能晶體”是指與光現象相關聯的晶體,主要有光學晶體、非線性晶體、閃爍晶體等。
“這些晶體的應用不僅涉及簡單的光學現象,光與電、聲、磁等的相互作用,還涉及到與強激光有關的非線性效應,光的受激發射以及光-光轉換等。”包頭稀土研究院天津分院科研管理部部長李璐說。
談到各種晶體的應用范圍,李璐坦言,光學晶體主要用于光學儀器中的透過窗口、棱鏡、透鏡、濾光和偏光原件等;非線性晶體是對于激光強電場顯示2次以上非線性光學效應的晶體,可用來對固定頻率的激光通過倍頻、和頻、差頻或光學參量放大等過程轉變為不同頻率的各種激光,從而擴展激光器的可協調范圍,在激光技術領域具有重要的應用價值;閃爍晶體在核醫學、高能物理、核技術、空間物理及石油勘探等領域獲得了廣泛的應用。目前,閃爍晶體綜合性能優異、應用前景廣闊。
“其實,在光功能晶體中絕大部分都含有稀土元素,同屬于稀土功能晶體材料。”張瑞森說,工信部在稀土行業發展中將稀土功能晶體材料劃入新時期國家突破封鎖、重大戰略需求的稀土新材料。與發達國家相比,我國目前在稀土光功能晶體的研究、應用方面已取得了巨大成就。其中,非線性光學晶體、閃爍晶體等誕生了國際著名的中國牌晶體。但是,我國生產稀土光功能晶體的總體技術水平與國際先進水平仍有較大差距,其中一個重要原因是對稀土高純原料生產的關鍵技術掌握不夠。
據李璐介紹,稀土光功能晶體用高純稀土原材料主要包含兩大塊——高純稀土鹵化物和高純稀土氧化物。目前,晶體生長用高純稀土鹵化物依賴進口,價格昂貴;而國內生產的超高純稀土氧化物品質不穩定,產品種類不全面,缺少氧化鐿、氧化镥等晶體用高品質稀土氧化物。更為關鍵的是,高純無水稀土原材料對晶體成品的性能起到決定性作用,其嚴重制約了我國功能晶體事業的發展。
因此,開發光功能晶體用高純稀土原材料批量化制備技術,對于打破國外壟斷、促進我國高性能光功能晶體產業發展、開發高附加值新產品等具有重大意義。
我國已突破稀土閃爍晶體制備技術
中國工程院院士干勇曾在中國包頭·稀土產業論壇中介紹,我國稀土光功能晶體的年產量在7噸左右,其中,閃爍晶體和激光晶體產量在5噸左右。閃爍晶體是當今世界晶體材料領域中有重大經濟效益的主流晶體之一,產業規模僅次于半導體晶體。

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“稀土元素是閃爍晶體研究必不可少的重要元素,21世紀以來,科技人員重點研發的閃爍晶體中90%以上含有稀土元素,為稀土閃爍晶體。”張瑞森說,稀土閃爍晶體是指以稀土元素為基本組成或者以稀土離子為發光中心、在吸收 X 射線、γ 射線或其他高能粒子后能發出快衰減紫外或可見光的光功能晶體材料。
目前,我國稀土鹵化物晶體產業化發展跟不上市場需求,晶體生長用REX3原材料長期被法國圣戈班、美國Aldrich及APL等公司壟斷,且制備工藝嚴格保密,導致我國較長一段時間內沒有廠家和科研院所能夠批量生產滿足稀土鹵化物閃爍晶體生長所需的高純無水REX3產品,晶體生長所需的原材料全部依賴進口。
李璐介紹,由于稀土鹵化物易受潮、易遭有氧物質污染,原料制備困難,無水無氧稀土鹵化物的制備技術掌握廠家或單位有限。此外,稀土鹵化物晶體生長和加工要求嚴格,因此制備較為困難。
7年來,包頭稀土研究院天津分院致力于晶體級無水稀土鹵化物研發生產,率先突破了“卡脖子”技術,攻克了無水REX3的升華法生產工藝,并可批量生產滿足閃爍晶體生長需求的無水REX3產品,終于打破國外的技術壟斷。
隨著無水稀土鹵化物原材料制備技術的突破,稀土鹵化物閃爍晶體將有極大希望成為新一代高性能閃爍晶體市場的主要產品;稀土鹵化物閃爍晶體依靠其本身的優異性能,未來極有可能部分甚至完全取代目前大量使用的碘化鈉等傳統鹵化物閃爍晶體材料,屆時將形成新型稀土鹵化物閃爍晶體與傳統晶體作為高低端產品共存的市場局面。
稀土閃爍晶體用原料正在實現國產化
目前,以稀土LaBr3:Ce3+為代表的稀土鹵化物閃爍晶體被稱為新一代閃爍晶體,其優異的性能已獲得廣泛關注,并在應用中得到快速發展。現階段,新一代閃爍晶體已經應用于高能物理和以嫦娥二號為代表的空間探測中;在民用方面,新一代閃爍晶體有望用于核醫學成像,在患者檢查身體過程中可大幅降低射線承受劑量并得到更好的成像效果;在油井和地質勘探中,新一代閃爍晶體以其更優異的熱穩定性和能量分辨率,將有望大規模替代目前正在使用的碘化鈉晶體。
經過市場驗證與客戶反饋,包頭稀土研究院天津分院已經研發出適合下游用戶使用的顆粒狀產品。下一步,該院將對產品造粒工藝進行完善,以滿足更好的用戶體驗。

“稀土鹵化物晶體生長,多采用坩堝下降法和提拉法,但生長環境必須是真空環境、鹵化氫氣氛、還原氣氛等,防止環境氣氛中的水、氧等有害雜質與稀土鹵化物發生反應,進一步抑制稀土鹵化物與原料本身殘留的雜質發生反應。而比表面積與雜質吸附速率呈正相關性,因此,通過造粒成型工藝減少無水稀土鹵化物比表面積從而抑制水、氧等有害雜質在產品表面的吸附顯得十分必要。顆粒狀產品也具有更優良的流動性和抑塵性,適合晶體生長的實際工況”張瑞森說。
以 LaBr3:Ce3+為代表的稀土鹵化物閃爍晶體生產難度很大,其原料無水稀土鹵化物具有嚴重的潮解性,且脫水的過程中極易水解變質,導致晶體開裂或失透。因此,晶體生長用無水稀土鹵化物指標非常嚴格,通常要求絕對純度≥99.9%,水含量≤50ppm(質量濃度),氧含量≤50ppm(質量濃度),有色金屬離子鐵、銅等均≤1ppm,任何一項指標不達標都會嚴重影響晶體生長和晶體的質量。
為保證造粒工作段不影響現有光功能晶體用無水稀土鹵化物批量化制備試驗平臺產品質量,包頭稀土研究院天津分院搭建了具有ppm級水含量控制能力的造粒作業車間,通過潔凈加工可實現粉末狀無水稀土鹵化物的噸量級顆粒化處理,并可連續工作進行絕氧玻璃封裝,能夠實現全流程杜絕環境雜質干擾。
由于國內并無現行無水稀土鹵化物水、氧含量檢測方法,該項目針對產品特點,開發了環境可控、檢測精度和下限均≤1ppm的微量水分、氧量檢測方法,并形成了企業標準,用于指導工藝開發和產品生產。
“我們通過建設光功能晶體用批量化制備試驗平臺、改進產品成型與包裝工藝、完善產品質量檢測方法3個角度形成合力,打破光功能晶體用稀土高純原材料依賴進口的現狀,大幅度降低高純稀土原材料的價格,進一步滿足國內高性能功能晶體原材料供需平衡。”李璐說。目前,稀土光功能晶體及稀土原材料市場在30億元以上,隨著原材料品質的提升和價格的降低,將有益于制備出大尺寸、性能優良的晶體,從而拓寬功能晶體的市場應用領域,原材料的需求也將穩步增長。
目前,包頭稀土研究院天津分院已建成噸級無水稀土鹵化物生產線,產品已經過多位業內專家認可,品質優異,達到國際先進水平。該技術的成功研發推動了高性能功能晶體產業和高附加值稀土產品的發展;未來,該技術的應用對于改善我國稀土資源利用不平衡、輕稀土產品量大利薄等現實問題也將作出巨大貢獻。

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稀土金屬價態轉變研究獲進展

來源:中國科學報
稀土元素是現代科技中不可或缺的元素,在磁性激光、光纖通信、新能源、超導、航天航空、軍事國防等領域有著不可替代的作用,是21世紀重要的戰略元素。6月27日,北京高壓科學研究中心研究員丁陽帶領的國際研究團隊在高壓稀土金屬價態轉變研究領域獲突破性進展。相關研究以《80 GPa左右單質金屬銪(Eu)的新價態轉變》為題發表于《物理評論快報》(Physical Review Letters)。
價態轉變—價電子數的變化,是稀土金屬及其化合物中普遍存在的物理現象,反映了局域4f電子在外界(比如壓力、摻雜、溫度)作用下向非局域化轉化的過程,而這種非局域化轉化標志著材料中大規模電子關聯的開始。在此過程中,由于局域電子和非局域價電子之間的競爭等相互作用,稀土元素會衍生出許多奇異的量子現象,如價態轉變、金屬到絕緣體的轉變、超導等,而這些都會極大影響稀土元素的磁、光、電等物理性質。因此揭示這些變化機制,將為設計研制面向國家戰略需求的量子演生新材料,促進新型功能器件誕生及推動新能源產業升級提供巨大機遇。
在該研究中,研究人員使用同步輻射X射線共振發射光譜和X射線衍射技術,探測了Eu在高壓下的電子和晶體結構變化,壓力高達160萬大氣壓。他們發現,在約80萬大氣壓的壓縮下,Eu中也發生了明顯的價態變化,而且價態轉變恰好與Eu在相同壓力下的晶體結構變化相吻合;并提出Eu中這種電子重構歸因于所謂的Promotional模型—4f軌道的電子向5d導帶的躍遷導致的結果,為研究稀土元素的價態變化提供了重要的實驗依據和理論模型。
“共振X射線發射光譜(RXES)是迄今為止在高壓下研究稀土元素價態變化的最強大的實驗技術,它可以提供可靠的電子結構測量,從而使我們能夠檢測到Eu在高壓下電子結構的變化。”丁陽說。
據了解,目前該實驗成果也是國內首次利用共振X射線發射光譜在如此高的壓力下研究稀土元素4f 的電子結構,極大推進了高壓調控4f電子研究的發展,同時也為我國同步輻射譜學技術的發展提供了重要參考。

據悉,北京高壓科學研究中心博士后陳碧娟博士為該文第一作者,北京高壓科學研究中心研究員丁陽和陜西師范大學的昌峻研究員為通訊作者,合作單位包括流體物理研究所、北京應用物理與計算數學研究所、吉林大學、美國阿貢國家實驗室、中國科學院物理研究所等。
相關工作得到了國家自然科學基金項目、挑戰者計劃、國家重點研發計劃項目、美國DOE-NNSA’s Office of Experimental Sciences等聯合資助。
相關論文信息:
//link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.129.016401

新型銩纖維激光系統治療兒童尿結石,
無結石率提升11%

來源:OFweek激光網
隨著先進的方法和醫療設備不斷涌現,腎結石能夠得到更有效的治療,激光是一個理想的選擇方案。據市場研究機構Data Bridge Market Research分析稱,預計越來越多的人將采用微創腎結石治療,2021-2028年期間腎結石激光治療市場將以4.70%的復合年增長率實現增長。
近日發表在美國泌尿學協會(AUA)官方雜志《泌尿學雜志》(the Journal of Urology?)上的一項研究報告稱,與目前標準的激光碎石術相比,一種新的銩光纖激光系統有望在兒童泌尿系結石的治療中提供更好的預后結果。
該研究由醫學博士Christopher Jaeger領導的美國波士頓兒童醫院團隊合力開展。作為兒童尿路結石治療新技術的早期采用者,他們憑借自己的研究經驗發現,與標準的低功率鈥:釔-鋁石榴石(Ho:YAG)激光器相比,超脈沖銩光纖(SPTF)激光器達成的“無結石率”(stone-free rate)更高。
在整個過程中,研究人員評估了他們使用SPTF激光系統對小兒泌尿系結石(位于腎臟和/或輸尿管)進行激光碎石治療的初步經驗。在這種微創手術中,一根光纖會通過輸尿管鏡植入泌尿系統。然后,激光能量會通過光纖進行傳輸,將結石分解成足夠小的碎片,最后通過尿液排出。

來源:華中科技大學生命與科學技術學院
2022年07月12日,華中科技大學生命科學與技術學院閆云君教授團隊在國際權威期刊Journal of Hazardous Materials上發表題為“Broad-spectrum and effective rare earth enriching via Lanmodulin-displayed Yarrowia lipolytica”的研究論文。
稀土元素素有工業“黃金”之稱,被廣泛用于軍事、冶金、石化、玻璃、陶瓷、農業等領域,是國家高新技術發展的重要原材料,是關系國家安全和創新發展的最重要戰略資源之一。目前,稀土開采過程中產生了大量富含稀土離子的廢水,帶來了嚴重的資源浪費和環境污染問題。
本研究首次成功將一種新型稀土結合蛋白Lanmodulin展示在真菌解脂耶氏酵母的細胞表面,構建了廣譜高效的稀土吸附劑(LanM-displayed Y. lipolytica)(圖1)。該吸附劑對稀土元素的吸附量最高可達49.83 mg Yb /g DCW, 50.38 mg Tm /g DCW, 49.94 mg Er /g DCW和48.72 mg Tb/g DCW,且對各類稀土元素均具有很高的選擇性。此外,該吸附劑可耐受酸性環境(pH=3.0,圖2),具有很強的環境適應性,可用于酸性冶礦廢水處理以實現稀土元素的回收利用。本研究進一步探討了該吸附劑的吸附動力學及等溫吸附模型特征,發現其吸附規律符合第一動力學方程和Langmuir等溫吸附方程。基于FTIR和SEM-EDS分析,發現與稀土元素作用的基團主要為磷酸和羧酸基團, LanM通過引入更多對稀土元素具有高選擇性的結合位點增強了吸附性能。
閆云君教授團隊致力于研發生態環保、工藝簡單高效的稀土富集回收新技術,取得了一系列有影響力的成果,2021年成功構建了集感應-吸附-便利回收稀土元素功能于一體的“細胞工廠”( Xie et al., J. HAZARD. MATER. 424 (2022) 127642),本研究在此基礎上進一步推動了對稀土元素綠色環保、廣譜高效和低成本的生物冶煉技術的進步。
華中科技大學生命科學與技術學院的閆云君教授和閻金勇副教授為論文通訊作者,解曉慢博士后為論文第一作者。本研究得到國家自然科學基金、華中科技大學自主創新基金的資助。

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該分析包括109例患者,在2016年至2021年期間這一人群合計共接受了125次激光碎石術治療。其中,93例患者使用的是低功率2120nm光束Ho:YAG激光器治療,而32例則使用了最新引入的1940nm光束銩光纖激光器。兩組患者在年齡、性別、結石數量、大小和生長位置等方面相似。兩組總操作時間相似,但SPTF組激光操作時間更長。
在治療后的第一次成像掃描中,62%的兒童體內沒有任何殘余的結石碎片。而接受SPTF激光治療的兒童體內無結石率達到了70%,顯著高于采用Ho:YAG激光治療的兒童(無結石率為59%)。
經分析調整其他因素后,SPTF激光組治療后殘留碎片的幾率降低了大約60%。隨著時間的推移,這可能將成為一個重要的優勢,因為任何大小的殘余結石碎片最終都可能需要進一步處理。兩組激光治療的并發癥發生率相似。
作者指出,他們是較早選擇采用超脈沖銩光纖(SPTF)激光系統進行這一治療的試行者,其技術優勢要優于Ho:YAG技術。SPTF激光系統憑借更短的波長,從而實現了出色的結石消融效率。這種光束可以在廣泛的能量和頻率設置范圍內以連續或脈沖模式進行操作。此外,SPTF激光器也比Ho:YAG激光器更節能,后者通常需要一個復雜的制冷系統來散熱。相比之下,銩光纖激光器散熱只需要一個風扇,因此機器更小、噪音更小。
既往研究表明,SPTF激光系統在治療成人尿路結石方面具有臨床優勢,而這項新研究首次評估了銩光纖激光器在兒科患者中的安全性和有效性。雖然尿結石在成人中更為常見,但在兒童中發生的頻率其實更高。
研究人員總結稱,使用銩光纖激光技術的SPTF激光器是以往常用于治療小兒尿石癥的低功率Ho:YAG激光器的有效替代品。他們強調,目前仍需要進一步的研究來確定STPF激光器的最佳設置,并將其性能與高功率Ho:YAG激光器進行比較。

華中科技大學生命學院在微生物廣譜高效吸附稀土
元素技術方面取得重要進展

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我國學者在深海稀土研究領域取得進展

來源:國家自然科學基金委員會
相關成果以“深海沉積物早期成巖作用過程稀土元素的富集和分異(Early diagenetic control on the enrichment and fractionation of rare earth elements in deep-sea sediments)”為題,于2022年6月22日發表在《科學進展》(Science Advances)
在國家自然科學基金項目(批準號:41803026、41606048、91958202、42002085、 42072324、41625006、41890824)等資助下,廣州海洋地質調查局鄧義楠、中國科學院地理科學與資源研究所郭慶軍與天津大學、云南大學和中山大學等單位合作,以深海稀土循環為切入點,在深海稀土富集機制及稀土元素古環境示蹤方面取得新進展。相關成果以“深海沉積物早期成巖作用過程稀土元素的富集和分異(Early diagenetic control on the enrichment and fractionation of rare earth elements in deep-sea sediments)”為題,于2022年6月22日發表在《科學進展》(Science Advances)。論文鏈接://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn5466。
當前世界正面臨著巨大的稀土資源危機,重稀土資源尤為短缺。全球最大的稀土寶藏蘊藏于深海。然而,深海稀土的富集機制問題卻仍一直懸而未決。雖了解到稀土主要源于海水,最終富集于磷灰石中,但關于其在磷灰石中的富集過程的理解仍存較大爭議,一定程度上限制了深海稀土產業化的進程。
研究團隊系統分析了海水、孔隙水和磷灰石的稀土元素特征,認識到深海盆地沉積物通過孔隙水向海水輸入稀土的量比淺海明顯偏少,大量稀土元素留存于沉積物中,最終被磷灰石所吸附。該研究從機理上揭示了稀土元素遷移和富集的全過程,從稀土循環的角度解決了深海稀土富集機制問題,為后續的勘探和開發提供了重要理論依據。
與此同時,磷灰石稀土元素特征一直作為示蹤地質歷史時期古環境的重要手段。該研究提供了稀土遷移的關鍵證據,發現磷灰石的稀土元素分布不均,且與周圍海水和孔隙水特征顯著不同(圖),揭示其受到了早期成巖的改造,可能代表了早期成巖作用的過程,而非古海水和孔隙水的信息。這表明磷灰石稀土元素和釹同位素組成可能并非是示蹤古海洋環境的可靠指標。

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稀土金屬價態轉變研究獲進展

來源:中國科學報
稀土元素是現代科技中不可或缺的元素,在磁性激光、光纖通信、新能源、超導、航天航空、軍事國防等領域有著不可替代的作用,是21世紀重要的戰略元素。6月27日,北京高壓科學研究中心研究員丁陽帶領的國際研究團隊在高壓稀土金屬價態轉變研究領域獲突破性進展。相關研究以《80 GPa左右單質金屬銪(Eu)的新價態轉變》為題發表于《物理評論快報》(Physical Review Letters)。
價態轉變—價電子數的變化,是稀土金屬及其化合物中普遍存在的物理現象,反映了局域4f電子在外界(比如壓力、摻雜、溫度)作用下向非局域化轉化的過程,而這種非局域化轉化標志著材料中大規模電子關聯的開始。在此過程中,由于局域電子和非局域價電子之間的競爭等相互作用,稀土元素會衍生出許多奇異的量子現象,如價態轉變、金屬到絕緣體的轉變、超導等,而這些都會極大影響稀土元素的磁、光、電等物理性質。因此揭示這些變化機制,將為設計研制面向國家戰略需求的量子演生新材料,促進新型功能器件誕生及推動新能源產業升級提供巨大機遇。
在該研究中,研究人員使用同步輻射X射線共振發射光譜和X射線衍射技術,探測了Eu在高壓下的電子和晶體結構變化,壓力高達160萬大氣壓。他們發現,在約80萬大氣壓的壓縮下,Eu中也發生了明顯的價態變化,而且價態轉變恰好與Eu在相同壓力下的晶體結構變化相吻合;并提出Eu中這種電子重構歸因于所謂的Promotional模型—4f軌道的電子向5d導帶的躍遷導致的結果,為研究稀土元素的價態變化提供了重要的實驗依據和理論模型。
“共振X射線發射光譜(RXES)是迄今為止在高壓下研究稀土元素價態變化的最強大的實驗技術,它可以提供可靠的電子結構測量,從而使我們能夠檢測到Eu在高壓下電子結構的變化。”丁陽說。

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協會三屆二次理事會會議勝利召開

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據了解,目前該實驗成果也是國內首次利用共振X射線發射光譜在如此高的壓力下研究稀土元素4f 的電子結構,極大推進了高壓調控4f電子研究的發展,同時也為我國同步輻射譜學技術的發展提供了重要參考。
據悉,北京高壓科學研究中心博士后陳碧娟博士為該文第一作者,北京高壓科學研究中心研究員丁陽和陜西師范大學的昌峻研究員為通訊作者,合作單位包括流體物理研究所、北京應用物理與計算數學研究所、吉林大學、美國阿貢國家實驗室、中國科學院物理研究所等。
相關工作得到了國家自然科學基金項目、挑戰者計劃、國家重點研發計劃項目、美國DOE-NNSA’s Office of Experimental Sciences等聯合資助。
相關論文信息:
//link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.129.016401

Energy From Vibrating Micromagnets Power the Wireless Sensors in the Most Efficient Way

source:azom
The Internet of Things, or the wireless interconnection of everyday objects, is based on wireless sensor networks, which require a low but consistent supply of electrical energy. Electromagnetic energy harvesters, which produce energy straightforwardly from the environment, can provide this.
Lise-Marie Lacroix of the Université de Toulouse in France worked with colleagues from Toulouse, Grenoble, and Atlanta, Georgia, to improve the design of one such energy harvester so that it produces electricity as effectively as possible. The European Physical Journal Special Topics has now published this article.
The Internet of Things is made up of a huge number of small, portable devices, each of which requires its own micro-energy source. Batteries are unsuitable for this because they must be replaced or recharged frequently. Instead, a variety of technologies are being taken into account, with electromagnetic energy harvesting being one of the most compelling.
A vibrating plate holds an array of micromagnets facing and coupled with a parallel, static coil in an electromagnetic energy harvester. The vibrating magnets produce electrical energy, and the amount of electricity that can gain entry into a circuit is determined by the design of the coil and magnet, as well as the spacing between them.
Lacroix and her colleagues looked at a system with state-of-the-art NdFeB magnets, which are made of an alloy of the rare earth metal neodymium with iron and boron. They discovered that power could be optimized by balancing the number of turns in the coil with the spacing of the magnets in the array; lowering the distance between the coil and the array and increasing the thickness of the magnets can also help.

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Researchers Develop Novel Near-ultraviolet LED-excitable Near-infrared Emitters

source:nature
All-inorganic lead-free perovskite-derivative metal halides are promising in optoelectronics. However, it remains challenging to realize efficient near-infrared (NIR) luminescence in these materials.
A research group led by Prof. CHEN Xueyuan from Fujian Institute of Research on the Structure of Matter of the Chinese Academy of Sciences (CAS) developed novel near-ultraviolet (NUV) light-emitting diode (LED)-excitable NIR emitters based on efficient energy transfer from Te4+ to Ln3+ (Ln = Er, Nd, and Yb) in vacancy-ordered double perovskite Cs2ZrCl6 phosphors.
The study was published in Angewandte Chemie International Edition.
Lanthanide (Ln3+) doping may endow the materials with NIR emission, but is limited by the small absorption coefficient of Ln3+ due to the parity-forbidden transitions within the 4fN configurations.
The researchers proposed a strategy via Te4+/Ln3+ (Ln=Er, Nd, and Yb) co-doping to achieve efficient NIR emission in perovskite-derivative Cs2ZrCl6 microcrystals (MCs).
Through sensitization by the spin-orbital allowed 1S0 → 3P1 transition of Te4+, the researchers achieved intense and multi-wavelength NIR luminescence originating from the 4f → 4f transitions of Er3+, Nd3+, and Yb3+.
Besides, the researchers demonstrated the excellent air-, structure-, and photo-stability of these Te4+/Ln3+ co-doped Cs2ZrCl6 and revealed their potentials as vis/NIR dual-emitters for applications in NUV-converted NIR-LEDs.

These findings provide an approach to achieve efficient NIR emission in lead-free metal halides through ns2-metal and lanthanide ion co-doping.
Schematic of efficient NIR luminescence in Te4+/Ln3+ co-doped Cs2ZrCl6microcrystals (Image by Prof. CHEN’s group)?
/Public Release. This material from the originating organization/author(s) may be of a point-in-time nature, edited for clarity, style and length. The views and opinions expressed are those of the author(s).View in full here.

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Nd,ThLaAlO3 Shows Promising Potential in High-Energy Pulsed Lasers

source:azooptics
Pulsed lasers, a crucial component of the laser industry, are continuously developed to produce higher repetition frequencies and greater intensity. Recently published research findings from the Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics at the Chinese Academy of Sciences exhibit a crystal with promising pulsed laser properties. Research efforts led by the group of Professor Yin Hang and published in Optics & Laser Technology have demonstrated the first laser operation of perovskite oxide LaAlO3 doped with 0.1 at% Nd ions and 0.2 at% Th (Nd,Th:LaAlO3).
What are Pulsed Lasers?
Pulsed lasers have been used extensively in a variety of research fields. Some examples include:
Laser micromachining
Interaction of high-field lasers with materials
Biomedical engineering
Optical communications
Laser nuclear fusion
Laser imaging
Laser pulses are described by their pulse widths, repetition rates, and pulse energies. Short pulse widths and extremely high peak powers of pulsed lasers have benefited the applications above.
The primary materials in high-energy pulsed lasers are rare earth-doped crystalline materials. The high damage threshold of such bulk crystals is conducive to pulsed laser operation.
Theoretically, a longer fluorescence lifetime will result in a higher repetition rate and more pulsed energy output. The output frequency can?

also be increased by high thermal conductivity.
While several crystals have been used for pulsed lasers, they have had limited success for high energy emission. For example, due to its greater emission cross section and shorter lifetime, Nd: YAG is less effective than doped crystals such as Nd:LuAG and Nd:glass. Because of their structural features, disordered laser crystals such as Ca3Nb1.5Ga3.5O12 are not typically very thermally conductive and are therefore unsuitable for high-energy applications. New crystals must be discovered to satisfy the demands of repeated frequency high-energy lasers.
Crystal Growth and Laser Operation
Professor Yin Hang's research group used the Czochralski method in an iridium crucible to grow a Nd,Th:LaAlO3. A pure LaAlO3 substrate was used as a seed.
ThO2 powders were added to the melt containing high-purity Al2O3, La2O3, Nd2O3, to achieve doping concentrations of 1 at. % and 0.2 at. %. The crystal was grown for two days before being cooled for 20 hours at room temperature.
From the base product, domain-free crystals of a particular size are cut for laser use. After cutting and polishing, the crystal maintained a single stable domain, and a 3 mm x 3 mm x 4.5 mm crystal with a domain-free laser face was produced. X-ray diffraction analysis and optical microscopy characterized the Nd and Th co-doped LaAlO3 crystal.
In the laser experimental setup, a straightforward plano-concave cavity construction was used. The pump source used was a fiber-coupled laser diode (LD) with a center wavelength of 793 nm. The Nd,Th:LaAlO3 crystal received the pump light after being focused by a fiber output focusing mirror. An optical spectrum analyzer and a power meter were used to measure the laser's output power and spectrum, respectively.
Absorption and emission data from the experiment show absorption and emission of the pump light at different NIR wavelengths.
Under 793 nm LD excitation, laser operation was realized. Laser output was obtained at a slope efficiency of 36%, and the corresponding optical-to-optical efficiency was at 34%. Laser output efficiency will increase with coating and greater polishing.
Fluorescence lifetime data were also recorded. Up to 317.7 seconds of fluorescence lifespan with a saturated flux of 5 J/cm2 was measured. Nd,Th:LaAlO3 also has higher thermal qualities than neodymium glass thanks to its high thermal conductivity of up to 10.3 W/mK at 25 °C.
Thorium doping stresses the crystal, immobilizing the domain structure. It then selectively slices the crystal to produce a domain-free crystal that extends in the direction of the dopant.
Overall, LaAlO3 is a promising gain medium for high-energy pulsed lasers. Further development and conditioning of the laser control mechanisms should improve the performance of the beam features.

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協會收聽收看“七一勛章”頒授儀式

Under 793 nm LD excitation, laser operation was realized. Laser output was obtained at a slope efficiency of 36%, and the corresponding optical-to-optical efficiency was at 34%. Laser output efficiency will increase with coating and greater polishing.
Fluorescence lifetime data were also recorded. Up to 317.7 seconds of fluorescence lifespan with a saturated flux of 5 J/cm2 was measured. Nd,Th:LaAlO3 also has higher thermal qualities than neodymium glass thanks to its high thermal conductivity of up to 10.3 W/mK at 25 °C.
Thorium doping stresses the crystal, immobilizing the domain structure. It then selectively slices the crystal to produce a domain-free crystal that extends in the direction of the dopant.
Overall, LaAlO3 is a promising gain medium for high-energy pulsed lasers. Further development and conditioning of the laser control mechanisms should improve the performance of the beam features.

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