针对Er3+共掺增强BaSi2O2N2∶Eu2+发光效果的内在差异和可能机理进行了研究。通过XRD测试展示了共掺下的晶体结构, 分析确认了样品纯度以及生长差异; 为进一步研究差异的来源, 监控了不同价态掺杂离子的发射光谱, 对随Er3+含量变化的发射光谱规律性变化进行展示, 进而分析得出Er3+共掺增强发光的内部物理机理是控制择优取向和对价态进行定向竞争调节; 从发光体应用场景的温度范围需求进行了温度特性测试, 展示了温度变化下的发射光谱变化。这项研究为调控发光强度、提高量子效率的工作提供了新的思路。

采用飞秒瞬态吸收光谱技术研究了多层MoS₂在K谷最低激子形成过程中的多体效应对激子共振峰的影响及其内在的多体相互作用机制。经飞秒激光激发后,样品的两个激子峰都表现出早期的瞬间红移和后续先快速后迟缓的蓝移过程。早期的红移幅度随激发功率的提高而增大,但随样品温度的升高而减小。后续最低激子形成后的蓝移幅度随激发功率和样品温度的提高而减小。讨论了引起峰值红移的带隙重整化效应和引起蓝移的带填充效应在激子形成过程中的竞争关系,并且采用指数拟合估计了带隙重整化效应和带填充效应的持续时间随激光功率和样品温度的变化趋势。结果显示,引起共振峰红移的带隙重整化效应对激光功率和样品温度的依赖不明显,而引起共振峰蓝移的带填充效应随着激光功率和样品温度的提高而明显弱化,并且表现出明显的延迟效应。研究结果为动态调控二维材料光电响应性能提供了参考。

提到荧光粉光转化(Phosphor-converted,PC)类型的光源, 人们熟悉的是白光照明或近红外波段的光源, 而对紫外波段PC光源的概念比较陌生。本文基于蓝光激发的上转换发光现象, 提出了一个新型PC紫外光源的概念。首先选取 Lu2Pr0.01Gd0.99Al2Ga3O12上转换荧光粉为展示材料, 该材料在 450 nm 激光辐照下发射位于313 nm的紫外线。随后, 采用刮涂工艺将该荧光粉材料制备成荧光陶瓷薄膜。通过蓝光远程激发荧光粉层的方法对荧光薄膜的紫外发射进行了成像演示。目前来看, 尽管这个PC设计的光转换效率并不高, 但光谱和成像实验显示了其作为紫外光源的可行性。该设计可以为明亮环境下的紫外示踪或指示等应用提供选择。

具有非损伤、快速检测特点的近红外光谱技术与近红外成像技术在食品成分检测、癌症早期诊断、脑科学等领域获得了越来越多应用, 其面临的技术瓶颈之一就是缺乏一种具有小型化、快速响应特点的宽带近红外光源。为解决该问题, 荧光粉转化的宽带近红外LED(pc-LED)逐渐在众多技术方案中脱颖而出。本综述重点总结了宽带近红外pc-LED核心材料Cr3+掺杂的宽带近红外荧光粉的研究进展, 并详细介绍了宽带近红外光源的应用背景及光源种类, 总结了Cr3+的发光特性。本综述针对Cr3+掺杂的宽带近红外荧光粉需要解决的重要问题展开讨论, 包含了效率提升、发射谱带展宽、电声耦合问题和应用探索四个方面, 以帮助读者了解该研究课题的现状、面临问题及未来发展趋势。

为了增强 β-NaGdF4∶Yb3+,Tm3+纳米晶的上转换发光, 克服外延增长钝化壳增大尺寸的不足, 利用阳离子交换法制备核壳纳米结构, 研究了样品在980 nm激发下的上转换发光性质。首先, 利用高温热分解法制备了直径为10 nm的β-NaGdF4∶Yb3+,Tm3+ 纳米晶; 然后, 将制备的纳米晶与Gd3+在油酸-十八烯混合溶液中在300 ℃进行交换反应。实验结果表明, 随着表面Yb3+和Tm3+被Gd3+取代, 钝化壳的形成抑制了内部Yb3+的表面去激发过程, 增强了内部Yb3+ (2F5) → Tm3+ (3H5, 3F2,3 )的能量传递, 上转换发光逐渐增强。交换30 min后, Tm3+的3H4 →3H6近红外发光增强达到最大, 为对照样品的6.5倍, 而尺寸基本保持不变。在生物成像方面, 上转换纳米晶的尺寸必须与生物分子相匹配, 同时发光强度要高, 阳离子交换法既能增强近红外发光, 又能保持原来小的尺寸, 在生物成像领域具有很好的应用前景。

用高温固相反应法合成了M2EuxLn1-xAlO5(M=Ca，Sr，Ba，Ln=La，Lu，Gd)荧光粉，研究了荧光粉的发光性质。在紫外光和近紫外光激发下，样品的发射光谱由Eu3+的5D0→7FJ (J=0，1，2，3，4) 特征发射组成。其中Eu3+离子位于590 nm附近的5D0→7F1和位于620 nm附近的5D0→7F2跃迁发射的强度最强。荧光粉的激发光谱都是由O2--Eu3+电荷迁移带和Eu3+的f-f 跃迁构成的。M2EuxLa1-xAlO5(M=Ca，Sr，Ba)的O2--Eu3+的电荷迁移带的峰位按Ca、Sr、Ba顺序向长波方向移动。研究了用La、Gd和Lu替代Sr2EuxLn1-xAlO5中Ln的位置对样品发光的影响。给出了Eu3+浓度对发光强度的影响。分析了Sr2EuxLa1-xAlO5和Sr2EuxGd1-x-AlO5的荧光寿命。

用高温固相反应法合成了Ba2SiO4∶xCe3+,yMn2+（x=0～0.2, y=0～0.15）荧光粉，研究了荧光粉的晶体结构和发光性质。在紫外光激发下，Ba2SiO4∶xCe3+的发射光谱为位于384 nm附近的宽带。Ba2SiO4∶Mn2+样品的发射光谱位于376 nm的宽带较强，红光发射极弱。在Ce3+和Mn2+共掺的Ba2SiO4∶xCe3+,yMn2+样品中，位于606 nm附近的红光发射较强，来源于Mn2+的4T1(4G)-6A1(6S)跃迁。这说明Ce3+离子将部分能量传递给了Mn2+离子，有效地敏化了Mn2+离子的发光。当Ce3+的摩尔分数为0.2、Mn2+的摩尔分数为0.075时，Ba2SiO4∶xCe3+,yMn2+荧光粉位于606 nm的Mn2+的发射峰最强。

用高温固相反应法合成了Sr2EuxGd1-xAlO5红色荧光粉, 研究了荧光粉的晶体结构和发光性质。在紫外光和近紫外光激发下, 样品的发射光谱由Eu3+的5D0→7FJ(J=0, 1, 2, 3, 4) 特征发射组成, 其中Eu3+离子的5D0→7F1(λ=590 nm)和5D0→7F2(λ=622 nm)跃迁发射的强度最大。当Eu3+离子的摩尔分数为 0.75时, 样品的发光最强。研究结果表明, Sr2EuxGd1-xAlO5荧光粉是一种在近紫外芯片白光LED上有应用前景的红光荧光粉。

采用高温固相法制备了Ba9(Y2-xScx)(SiO4)6∶Ce3+,Mn2+(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)样品。在该体系中, 当Sc3+含量从x=0逐渐增加至x=2时, Ce3+的蓝光发射强度提高了1.7倍; 同时, Mn2+的红光发射强度提高了1.9倍, 显示了优良的红光特性。样品的发射光谱和漫反射光谱表明, Ce3+、Mn2+发射强度的增加与Ce3+吸收能力和Ce3+向Mn2+能量传递的提升有直接关系。研究了样品Ba9Sc2(SiO4)6∶Ce3+,Mn2+的热稳定性。随着温度的升高, Mn2+的红光发射呈现先升后降的态势。当温度从室温升至488 K时, Mn2+发射强度仅下降至室温时的84%, 表现出优良的热稳定性。高亮的红光发射和优良的热稳定性表明该荧光材料可为紫外基白光LED提供良好的红色光源。