间接带隙的Cs₂NaBiCl₆双钙钛矿材料具有近红外宽波段发射特性, 但低发光效率限制了其在近红外发光领域的应用。本工作通过共沉淀法快速制备微米级尺寸的Cs₂Ag_0.1Na_0.9BiCl₆:Tm³⁺双钙钛矿晶体, 实现了近红外荧光增强, 并系统研究了其光学吸收、光致发射(PL)、光致激发(PLE)、时间分辨光致发光和荧光量子效率(PLQY)等光学性能。共沉淀法制备的Cs₂Ag_0.1Na_0.9BiCl₆:Tm³⁺的光学带隙为3.06 eV。在350 nm紫外光激发下, 可以观察到峰值位于680 nm的近红外宽峰发射, 这源于自陷激子发光。通过引入Tm³⁺作为新的发光中心, 实现了810 nm波段的近红外发光增强, 在780~830 nm波段荧光量子效率(PLQY)从1.67%提高到11.77%, 提高了6.05倍。在650~900 nm波段, Cs₂Ag_0.1Na_0.9BiCl₆:Tm³⁺的近红外PLQY高达25.22%。本研究证明了共沉淀法快速制备的Cs₂Ag_0.1Na_0.9BiCl₆:Tm³⁺钙钛矿作为新型近红外光源材料的可行性。

快速、高通量的实验方法对材料基因工程技术的发展具有重要意义。高温热处理对无机非金属材料的制备往往是必不可少的环节, 然而针对材料基因工程所需的材料样品库快速热处理技术目前尚是空白。本文报道了一种可用于快速高温热处理阵列样品的多束激光并行加热系统, 介绍了多束激光并行加热系统的设计原理、工作方式、结构细节和软件设计。该装置具有激光加热时间、功率、光斑大小可独立调节、自动化程度高等优点, 最大单束激光功率大于100 W, 每束激光的最大稳定加热温度约为2000 ℃。作为典型的应用示范, 进行了一系列Ce³⁺掺杂钇铝石榴石发光陶瓷的烧结实验,加热温度分别为1400、1500和1600 ℃, 保温时间分别为180、360和540 s, 仪器按照设置好的加热位置和加热曲线自动运行。结果表明: 采用多束激光并行加热系统, 可以在几分钟的热处理时间内获得结晶度和发光性能良好的烧结样品, 比传统制备工艺十余小时的烧结时间大幅缩短。这将为高温热处理的条件筛选和高通量制备提供一种节能省时的新技术方案。

高通量制备可通过并行合成策略快速获得大量成分准连续或梯度变化的样品, 从中筛选出具有最佳成分与性能的目标材料, 将传统的“试错法”研发模式变革为系统寻优的新模式, 可以显著提高研发效率。高通量制备实验还可与材料计算和机器学习等虚拟实验相辅相成, 验证计算结果, 并为数据挖掘和应用提供更丰富的实验基础。本文综述了微纳粉体样品库高通量并行合成方法和进展, 这些典型的高通量制备方法为功能粉体材料研发工作者加速实验进程提供了新思路和高效合成路径, 已应用于催化剂、荧光粉、红外辐射材料、电催化材料等的快速发现和优选, 并将不断扩大应用领域和规模, 凸显其先进性和应用价值。