密度泛函理论是一种基于量子力学原理的电子结构计算方法，已经成为材料科学和化学领域中重要的计算工具之一。在荧光材料研究中，密度泛函理论计算可以确定晶体结构，计算材料的的能带结构、态密度等信息来帮助研究人员理解荧光材料的本质和特性，为材料的设计和优化提供依据，同时基于密度泛函理论计算的高通量计算可以快速评估大量材料的性质，加快新材料的开发过程，降低研究成本。本文介绍了密度泛函理论计算在荧光材料研究中的应用，并探讨了其未来发展前景。

石榴石基荧光材料具有多格位掺杂、离子掺杂选择范围宽、能量传递效率高等突出优势，是无机发光材料研究的热点；过渡金属离子在光谱可调谐性、原料来源广泛性等方面显著优于稀土离子；然而，其在发光效率、价态调控特别是在复杂晶格结构中的发光机理尚存在挑战，吸引了众多研究者关注。本文综述了过渡金属离子特别是Cr3+、Mn2+/4+在石榴石结构荧光材料中的光谱特性和发光行为，介绍了该类材料在固态照明与显示、生物医学成像、植物照明等前沿领域的研究与应用现状。

稀土或过渡金属离子掺杂荧光材料因其环保、易于制备、高效率、低成本、长发光寿命、全光谱、高亮度等性能在多重防伪、光学信息存储、温度传感等众多领域具有广泛的应用, 特别是在LED照明领域。然而, 荧光材料热稳定性差是阻碍其快速发展的核心问题。近年来, 关于在热扰动作用下, 缺陷态对载流子的俘获及释放过程, 作为抑制LED用荧光材料热猝灭效应的有效途径被广泛研究。本文主要概述了LED用荧光材料中缺陷态对其热稳定性影响的研究现状, 以及缺陷态作为陷阱中心对载流子的俘获、释放及其抑制LED用荧光材料热猝灭效应的机理, 并对当前研究中存在的问题进行了总结和展望。

蓝色荧光材料在作为有机发光器件(OLED)的蓝光发光层材料方面具有很大的商业应用潜力。本文将4-(9H-咔唑-9-基)苯胺(CzPA)作为电子给体单元、三氟甲基苯基(FMP)作为电子受体单元, 通过在CzPA和FMP之间分别引入苯, 9,9'-二辛基-9H-芴和双(9,9′-二辛基-9H-芴)作为π-共轭桥, 设计并合成了一系列基于扭曲A-π-D-π-A构型的蓝色荧光材料(CzPA-B-FMP, CzPA-F-FMP, CzPA-DF-FMP), 并研究π-共轭桥与材料光物理性质之间的关系。通过对材料的相关光物理性质以及电荷转移特性的详细比较, 可以分析得出: CzPA和FMP之间的π-共轭桥长度的增加可以增强激发态的局部激发特性, 进而提高这些材料的荧光量子效率和器件的外量子效率。但是, 过长的π-共轭桥将导致更大的分子间共轭效应, 不利于材料光物理性质的优化。

利用同步荧光光谱(SFS)结合二维相关光谱(2D COS)和修正Stern-Volmer模型探究了森林土壤富里酸(FA)亚组分的质子键合多相性。 利用XAD-8吸附树脂结合Na4P2O7缓冲溶液逐步洗脱方法成功将土壤FA分级为异质性低的FA亚组分(FA3-FA13)。 FA3-FA13含有类蛋白(类酪氨酸和类色氨酸)、 类富里酸和类腐殖酸组分, 且FA7-FA13比FA3和FA5含有更多含量的类蛋白组分。 FA3-FA13中不同荧光组分的光谱峰强受溶液碱性pH值变化的影响较为明显。 FA3-FA13的2D COS同步和异步相关谱图中自峰和交叉峰的复杂分布与荧光组分的质子键合多相性有关。 FA5-FA13中类蛋白、 类富里酸和类腐殖酸组分因pH值变量扰动而产生的光谱变化方向相同。 在碱性pH值条件下, 修正Stern-Volmer模型定量拟合FA3-FA13中荧光组分的解离常数(pKa值), 其中类酪氨酸、 类色氨酸、 类富里酸和类腐殖酸的pKa值范围分别为6.11, 8.93～10.12, 9.32～10.65和9.70～10.63(R>0.854)。 FA3中类酪氨酸组分的低pKa值(6.11)表明类酪氨酸组分含有更多含量的芳香族结构和相邻酚基官能团。 FA3-FA13中类色氨酸、 类富里酸和类腐殖酸组分的相似pKa值(8.93～10.65)与羟基苯和氨基酸的pKa值(8.0～12.02)相近, 表明类色氨酸、 类富里酸和类腐殖酸组分具有相似的质子亲和力, 且酚基官能团和氨基酸组分在其质子键合过程中起主要作用。 FA3-FA13中特定波长处荧光组分的波长连续变化顺序与其pKa值递增趋势相一致, 且质子结合位点的多相性特征同时存在于FA亚组分的不同荧光组分间和相同荧光组分内。 FA3中特定波长处类酪氨酸和类色氨酸组分的pKa值(6.11～9.16)小于类腐殖酸组分(9.70～9.97), 且荧光组分的递增趋势与波长连续变化的顺序(250 nm→275 nm→425～490 nm)相一致。 FA5-FA13中特定波长处类色氨酸组分、 类富里酸和类腐殖酸组分的pKa值递增趋势与波长连续变化的顺序表现出相一致的规律: 275 nm(8.93～9.70)→375～495 nm(9.88～10.16)→350 nm(10.65)(FA5和FA7), 275 nm(10.11)→290～400 nm(10.35)(FA9)和265～345 nm(9.32～9.80)→360～450 nm(10.06～10.13)(FA13)。 同时, FA13中同一类富里酸组分的波长和pKa值存在325 nm(9.32)→375～425 nm(10.06～10.13)的连续变化顺序。 SFS-2D COS结合修正Stern-Volmer模型具有降低光谱重叠率和捕获光谱波长连续变化的优势, 为深入研究有机质和污染物间复杂相互作用提供支撑。

荧光碳点具有化学稳定性好、毒性小、可表面功能化等优点, 引起了人们极大的兴趣。近年来, 由高分子多糖合成的聚合物碳点成为另一研究热点。本文通过水热法合成了一种壳聚糖基荧光聚合物碳点材料(P(CS-g-mPEG-CA)CDs), 并用于载药研究。基于壳聚糖和聚乙二醇既是碳点的碳源也是碳点的钝化试剂, 本文选择壳聚糖接枝聚乙二醇单甲醚和柠檬酸衍生物作为聚合物碳点的碳源, 以提高聚合碳点的量子产率。另外, 聚合物碳点还可以保留聚乙二醇与壳聚糖分子结构, 为其在载药方面的应用提供有利条件。采用红外光谱、紫外光谱、X射线衍射、光电子能谱、透射电子显微镜和光致发光光谱对P(CS-g-mPEG-CA)CDs进行了结构表征以及pH值稳定性的测试。结果表明, 所合成的P(CS-g-mPEG-CA)CDs具有较高的荧光量子产率(6681%)、较长的荧光寿命(15247 ns)、良好的pH稳定性。以阿霉素为模型药物, 利用该聚合物碳点进行了负载研究, 结果表明, 当聚乙二醇单甲醚取代度为119%时, 聚合物碳点的载药量最高为513%, 最大药物释放率为287%, 此外, 药物的装载和释放可以通过mPEG的接枝率进行控制。采用MTT法评价了聚合物的碳点对鼻咽癌细胞(CNE-2)的毒性作用。研究表明, 空白聚合物碳点无明显细胞毒性, CNE-2细胞存活率随着载药胶束的增加而降低, 说明载药胶束对CNE-2细胞有较强的抑制作用。可见该P(CS-g-mPEG-CA)CDs在荧光标记、药物递送、荧光示踪系统和控制释放方面, 具有一定的应用前景。

制备了不同Ce3+掺杂浓度(摩尔分数)的钇铝石榴石(YAG)单晶和陶瓷, 并对激光激发Ce∶YAG单晶和陶瓷的光通量、光电转换效率、显色指数及色温进行了研究。在电流为2.6 A的激光激发下, Ce3+掺杂浓度为0.3%的陶瓷的光通量最高, 为617.2 lm; Ce3+掺杂浓度为0.5%的单晶的显色指数较高, 为62, 色温为5841 K。在功率为2.61 W、材料中心功率密度达10.8 W·mm-2的激光激发下, Ce∶YAG单晶和陶瓷的光转换均未达到饱和, 对应的光-光转换效率均约为240 lm·W-1。实验结果表明, 在高功率密度激光激发下, 陶瓷和单晶均适用于产生高亮度白光。

远程荧光粉技术通过将荧光粉与芯片分离, 降低了荧光粉的工作环境温度, 提升了荧光粉的稳定性, 改善了白光LED的照明品质和光效, 同时有望降低LED眩晕度, 提供大面积平板光源, 在未来照明与显示应用中具有重要意义。远程荧光粉技术的白光LED将向多功能化、高性能化和智能化方向发展。本文将综述白光LED远程荧光粉技术的研究进展, 主要介绍其封装工艺的优化、评价参数的构建和分析, 以及相关荧光材料的发展现状。