太原理工大学 物理学院， 山西 太原 030024
采用高温固相法制备了一种具有颜色变化的长余辉发光材料Mg3Y2Ge3O12∶Pr3+。通过X射线衍射、激发发射光谱、余辉衰减及热释光曲线等，对样品的结构、发光及余辉性能进行了系统分析。在283 nm激发下，发射光谱在485 nm和609 nm处表现出两个较强的尖峰发射，分别归属于Pr3+离子的3P2→3H4及3P0→3H6能级跃迁。通过对Pr3+离子浓度的调控，有效改变了绿光和红光的相对发射强度，从而实现了发光颜色的多色化。此外，在激发光源停止后该材料同样具有多色的余辉发射，对于最佳样品（Mg3Y2Ge3O12∶0.015Pr3+）的余辉时间可达1 200 s以上。之后，我们通过热释光曲线具体研究了陷阱的分布及余辉的充放能过程。结果表明，Mg3Y2Ge3O12∶0.015Pr3+材料中浅陷阱的浓度相对较低从而导致室温下的余辉性能较弱。由于材料在高温区域具有超宽带陷阱分布，因此，我们进一步探究了其在高温下的多色长余辉性能。在本工作中，我们成功制备了一种单一离子激活的发光及余辉颜色可调的长余辉发光材料，考虑到其在室温以及高温条件下都具有发光及余辉颜色变化的特点，该材料在高温预警标识以及防伪领域有着潜在的应用价值。
长余辉发光材料 Mg3Y2Ge3O12∶Pr3+ 多色化 防伪 persistent luminescent materials Mg3Y2Ge3O12∶Pr3+ multicolor anti-counterfeiting
南京理工大学 材料科学与工程学院, 新型显示材料与器件工信部重点实验室, 南京 210094
钙钛矿发光二极管(PeLEDs)具有优异的光电特性, 在显示应用中表现出巨大的发展潜力。红、绿和蓝单色PeLEDs的研究已经取得了突破性的进展, 但是三色钙钛矿共同电致发光的研究始终迟滞不前。本研究在不同钙钛矿之间引入具有空穴/电子产生和传输能力的中间连接层(ICL), 实现了蓝绿双色和红绿蓝三色发光中心共同电致发光。一方面, ICL可以抑制不同钙钛矿之间的离子交换和能量转移; 另一方面, ICL具有电荷产生和输运功能, 能够确保不同发光中心获得足够的载流子实现独立发光。进一步改变空穴传输层(NPB)的厚度可以调控蓝绿双色发光中心之间的能量均衡分布, 当NPB厚度为40 nm时，器件表现出最大外量子效率(External Quantum Efficiency, EQE)为0.33%。红绿蓝钙钛矿共同电致发光器件的最大EQE达到0.5%。本工作首次报道了红绿蓝三色钙钛矿共同电致发光, 并为钙钛矿多色发光中心共同电致发光提供了具有参考性的策略, 推动了钙钛矿在显示应用中的发展进程。
钙钛矿发光二极管 多色发光中心 中间连接层 载流子分布调控 perovskite light-emitting diodes multicolor emission centers intermediate connection layer carrier distribution regulation
1 太原理工大学 新材料界面科学与工程教育部重点实验室，山西 太原 030024
2 山西大同大学 微结构功能材料固体物理研究所山西省重点实验室，山西 大同 037009
通过分子构型和分子间相互作用是调节材料的发光颜色和光物理性能的重要途径之一。本文以苯并噻二唑为受体（A）、三苯胺（TPA）和二甲基吖啶（DMAC）为给体（D），设计并合成了两种D-A-D和D-A-D′型的发光分子，分别为TBT和 DBT。两种分子均表现出同质多晶现象（TBT-O：λPL=593 nm 和TBT-R：λPL=616 nm；DBT-Y：λPL=570 nm，DBT-O：λPL=605 nm和DBT-R：λPL=642 nm）。在外界刺激下，对称结构的TBT为四色的可逆光色转换，非对称的DBT分子则表现为不可逆光色转换。本研究为基于苯并噻二唑类刺激响应发光材料提供了重要的分子设计思路。
苯并噻唑 机械响应 多色发光 benzothiadiazole mechanochromic responses multicolor luminescence
1 太原科技大学 应用科学学院，山西 太原 030024
2 山西量界数字科技有限公司，山西 太原 030021
报道了一种以邻苯二甲酸前体结晶作为基质包覆碳点制备固态荧光材料的方法。通过改变溶剂，微波合成分别发射蓝色和绿色荧光的晶态碳点。详细的结构和光谱表征后发现，在形成碳点的同时，由邻苯二甲酸前体结晶在碳点的周围生长了晶态基质，该基质对碳点的分散作用有效阻断了碳点的聚集，从而阻止了碳点荧光猝灭的发生。并且，晶态基质结构的变化导致了碳点碳核和基质界面处吡啶氮类基团增多，从而致使该碳点发光颜色变化。鉴于其优异的发光性能，所制备晶态碳点用于封装白光发光二极管器件（WLED）。通过与商用荧光粉相结合，蓝色光碳点封装的WLED在色度坐标为（0.37，0.36）时获得了相关色温4 061 K、显色指数88.4的暖白光。而绿色光碳点封装的WLED在色度坐标为（0.36，0.34）时获得了相关色温44 678 K、显色指数85的暖白光。优异的光度学参数赋予这些荧光纳米材料在光电领域潜在的应用价值。
晶态碳点 多色发光 吡啶氮类基团 发光二极管 crystalline CDs multicolor luminescence pyridine nitrogenous groups LED
Author Affiliations
Abstract
1 Britton Chance Center for Biomedical Photonics, Wuhan National Laboratory for Optoelectronics-Huazhong, University of Science and Technology, Wuhan, Hubei 430074, P. R. China
2 MoE Key Laboratory for Biomedical Photonics, School of Engineering Sciences, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, Hubei 430074, P. R. China
Glioma is the most malignant brain cancer. The neurons, macrophages, T cells and other immune cells constitute the glioma immunosuppressive microenvironment. The accurate spatial distribution of these cells in the glioma microenvironment and its relationship with glioma metastasis is unknown. We constructed a mouse glioma cell line stably expressing the large Stokes-shifted yellow fluorescent protein and applied it to the multicolor immunofluorescence imaging. The imaging data revealed that the neurons were sparsely distributed in the glioma core and the number of neurons decreased by 90% compared with normal brain site. The spatial distribution of monocyte-macrophages and microglia is heterogeneous. The monocyte-macrophages and T cells were heavily recruited into the glioma core and metastasis. There was no significant difference in the distribution of microglia among glioma core, margin, and normal brain site. Our results provided new perspectives for targeting immune regulation cells and developing new immunotherapy strategies for glioma.Glioma is the most malignant brain cancer. The neurons, macrophages, T cells and other immune cells constitute the glioma immunosuppressive microenvironment. The accurate spatial distribution of these cells in the glioma microenvironment and its relationship with glioma metastasis is unknown. We constructed a mouse glioma cell line stably expressing the large Stokes-shifted yellow fluorescent protein and applied it to the multicolor immunofluorescence imaging. The imaging data revealed that the neurons were sparsely distributed in the glioma core and the number of neurons decreased by 90% compared with normal brain site. The spatial distribution of monocyte-macrophages and microglia is heterogeneous. The monocyte-macrophages and T cells were heavily recruited into the glioma core and metastasis. There was no significant difference in the distribution of microglia among glioma core, margin, and normal brain site. Our results provided new perspectives for targeting immune regulation cells and developing new immunotherapy strategies for glioma.
Glioma microenvironment spatial distribution heterogeneity multicolor immunofluorescence large Stokes-shifted fluorescent protein Journal of Innovative Optical Health Sciences
2023, 16(1): 2245005
1 1.电子科技大学 电子科学与工程学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
2 2.北京卫星制造厂有限公司, 北京 100094
3 3.电子科技大学(深圳) 高等研究院, 深圳 518110
电致变色材料因其颜色随外加电压变化的特性, 可用于新型显示器件。目前, 彩色电致变色器件(Multicolor electrochromic devices, MCECDs)大多使用几种不同颜色的有机材料制备的, 流程较为复杂。为了简化制备流程, 本课题组提出了一种具有红、蓝、绿、黄四种典型颜色的普鲁士蓝类似物的复合电致变色(MC-PBA)薄膜, 以实现性能优异的变色器件。本工作通过两步电沉积法制备了锌铁普鲁士蓝类似物(Zn-Fe PBA)薄膜, 其循环伏安曲线仅有一对氧化还原峰, 对应于FeⅢ/FeⅡ间的氧化还原反应, 在10000圈循环后性能几乎不发生衰减。该薄膜为白色且在电化学循环过程中几乎不发生颜色变化, 在与MC-PBA薄膜组装相应的电致变色器件(Z-MCECD)时不会对颜色产生影响, 并且其作为离子存储层可以显著减低过电势(从4.0 V降低至1.5 V)。得益于此, 所组装的Z-MCECD在保有红、蓝、绿、黄四种典型颜色状态的同时, 工作电压更低, 循环稳定性也得到显著提高(2400 s内透过率调控范围几乎没有发生衰减, 在3600 s后仍保持有初始的74.4%; 而对照组在1200 s后发生不可逆的性能衰减)。基于Z-MCECD的电致变色器件在彩色电致变色显示领域表现出相当大的应用潜力。
电致变色 普鲁士蓝类似物 离子存储层 彩色 electrochromism Prussian blue analogues ion storage layer multicolor
发光防伪具有可视性强、设计简便的特点, 是众多防伪技术中常用的方法。传统防伪材料存在发光颜色单一、防伪图案和颜色静态的缺点, 易于模仿, 亟需开发可实现动态、可靠防伪性能的发光材料。本工作采用水热法制备了铬掺杂镓锗酸锌多色长余辉材料, 并对其余辉性能和动态防伪应用进行研究。实验结果表明: 通过改变镓锗比, 可以调节蓝绿光和红光区的发射强度, 实现发光颜色的可调。该系列样品在波长为254和365 nm的紫外光激发下分别呈现白色和红色, 发光颜色具有多模态发光特征。此外该系列样品具有多色的余辉发光, 不同颜色的衰减速率不同, 可以实现余辉颜色随时间发生动态变化的效果。据此设计成的防伪图案, 发光颜色在时间维度上具有动态变化特性, 可显著提高防伪安全性, 表明所制备的铬掺杂镓锗酸锌多色长余辉材料在动态防伪领域有重要的应用前景。
长余辉 多色发光 动态防伪 persistent luminescence multicolor afterglow dynamic anti-counterfeiting
1 1.复合材料与结构研究所, 哈尔滨工业大学, 哈尔滨 150001
2 2.化工与化学学院, 哈尔滨工业大学, 哈尔滨 150001
电致变色材料是一种在外加电场下, 颜色可以发生可逆转变的材料。电致变色材料可调的光谱范围广, 可以实现从可见到中远红外的宽波段调控, 在智能窗、显示、防炫目后视镜、智能热控和伪装等领域具有广泛应用前景。目前对无机电致变色材料的研究大多是关于透过特性的研究, 对于反射特性的研究较少, 这主要是因为无机变色材料大多颜色单一, 且不如有机变色材料容易设计。近年来, 通过一些特殊的制备方法和结构设计, 无机变色材料反射特性的研究逐渐受到科研人员的重视。本文从无机电致变色材料的反射特性出发, 详细介绍了无机电致变色在可见-近红外到中远红外波段的反射光谱调控方法和原理, 综述了最新研究进展。在可见波段, 反射特性调控主要通过制备五氧化二钒及其掺杂化合物、一维光子晶体微结构、法布里-珀罗纳米谐振腔结构和局域表面等离子共振等方式实现。在红外波段, 主要利用氧化钨等材料的分子振动吸收和德鲁德自由电子气体理论等理论设计制备红外反射型电致变色器件。最后, 对未来无机电致变色材料反射调节的实际应用进行了展望。
电致变色 反射 发射率 无机材料 多色 综述 electrochromic reflectance emittance inorganic material multicolor review
1 吉林化工学院石油化工学院，吉林 132022
2 吉林大学化学学院，长春 130012
本文利用高温固相反应法制备了高效黄绿色多色发光荧光粉Ca2LaTaO6∶Dy3+, Tb3+，其主要窄发射带来自Tb3+的547 nm处，并且由于Dy3+的敏化作用而在250~400 nm区域具有宽激发带，将Dy3+和Tb3+共掺到Ca2LaTaO6 (CLTO)基质中，构建能量传递体系。通过激发/发射光谱及寿命衰减曲线测试证实了Dy3+到Tb3+的能量传递过程。Dy3+→Tb3+的能量传递以偶极-四极相互作用为主，能量传递效率可达80%甚至更高。基于该能量传递过程，在Dy3+的特征激发下，通过改变Dy3+和Tb3+的相对掺杂浓度，可以使发光颜色由黄色渐变为绿色，说明发光颜色可调的多色发光荧光粉Ca2LaTaO6∶Dy3+, Tb3+在荧光粉转换的白光LED中具有潜在的应用前景。
能量传递 多色发光 高温固相 色坐标 白光LED Ca2LaTaO6∶Dy3+, Tb3+ Ca2LaTaO6∶Dy3+, Tb3+ energy transfer multicolor luminescence high temperature solid state chromaticity coordinate white LED
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Silicon Materials, Cyrus Tang Center for Sensor Materials and Applications, School of Materials Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
The development of high-level anti-counterfeiting techniques is of great significance in economics and security issues. However, intricate reading methods are required to obtain multi-level information stored in different colors, which greatly limits the application of anti-counterfeiting technology on solving real world problems. Herein, we realize multicolor information anti-counterfeiting under simply external stimulation by utilizing the functional groups and multiple emission centers of lanthanide metal organic framework (Ln-MOFs) to tune luminescence color. Water responsive multicolor luminescence represented by both the tunable color from red to blue within the visible region and high sensitive responsivity has been achieved, owing to the increased nonradiative decay pathways and enhanced Eu3+-to-ligand energy back transfer. Remarkably, information hidden in different colors needs to be read with a specific water content, which can be used as an encryption key to ensure the security of the information for high-level anti-counterfeiting.
metal-organic framework multicolor luminescence anti-counterfeiting Opto-Electronic Advances
2021, 4(8): 08200063
