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
1 昆明理工大学材料科学与工程学院,云南 昆明 650093
2 云南省新材料制备与加工重点实验室,云南 昆明 650093
近红外光写入的光激励发光材料不仅能推进光激励发光材料在信息存储领域的实用化进程,也能在生物成像和编码方面发挥独到的作用。然而,近红外光写入型的高容量光激励发光材料仍旧十分缺乏。首先以具有热辅助紫外光激发增值填充容量的BaSi2O5∶Eu2+,Nd3+材料作为基础,进一步掺杂Yb3+离子实现近红外光的热转化,然后复合含有蓝、紫光发射的NaYF4∶Yb3+,Tm3+上转换发光材料,成功展示了980 nm激光调控的强度复用光存储。本研究不仅提供了一种高效的近红外光写入型的光激励信息存储材料,还表明了基于热辅助光激励发光材料构建高效近红外光写入的高简效性。
光激励发光材料 近红外光写入 热辅助激发 信息存储 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0116005
1 中国科学院长春应用化学研究所 稀土资源利用国家重点实验室, 吉林 长春 130022
2 中国科学技术大学 应用化学与工程学院, 安徽 合肥 230026
3 中国地质大学(武汉) 材料与化学学院, 湖北 武汉 430074
三价铋离子(Bi3+)是一种优良的发光材料激活剂和敏化剂,近年来得到了广泛研究。Bi3+离子发光易受晶体场强度的影响,在紫外和近紫外激发下可获得覆盖整个可见光区域的丰富发射颜色及近红外发光,因而受到广泛关注,同时相关发光材料在固态照明、显示、生物医学和光学传感方面显示出良好的应用前景。本综述总结了Bi3+的发光特点,重点阐述了几类Bi3+掺杂发光材料的研究进展,并详细介绍了其发光性质与晶体结构间的构?效关系。针对Bi3+掺杂发光材料的发光性能精准调控与优化的关键问题,本综述讨论了组分取代、能量传递、混合价态等设计策略诱导性能调控与优化的机理。最后,我们探讨了Bi3+掺杂发光材料研究未来的一些挑战和机遇,以期指导pc?LED应用中新型发光材料的开发。
LED Bi3+掺杂 发光材料 精准调控 LED Bi3+ doping luminescent materials precise regulation
1 厦门大学 材料学院,福建省表界面工程与高性能材料重点实验室,福建 厦门 361005
2 厦门大学 固体表面物理化学国家重点实验室,福建 厦门 361005
力致发光材料具有将机械刺激转变为光子发射的独特性能,因而被广泛应用于结构健康诊断、信息防伪、生物工程和电子皮肤等力学传感领域。然而,已报道的力致发光材料种类有限,且对于力致发光相关的载流子跃迁过程理解不够深入,极大地限制了其开发和应用。针对上述问题,本工作开发了新型混合阴离子型力致发光材料Ba2Gd(BO3)2Cl∶Ln(Ln = Eu,Tb,Dy,Sm,Nd),并探究了其光致发光性能与相关载流子跃迁过程。该研究通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、多模式激发下的稳态和瞬态光谱技术研究了样品的结构形貌、光致发光与力致发光性能,提出了该材料可能的发光机制。研究结果表明,在280 nm光激发下,Ba2Gd?(BO3)2Cl∶Eu的发射峰位于536,594,613,625,654,695,710 nm,第一个宽峰和其余窄峰分别对应于Eu2+和Eu3+的发射,即掺杂的Eu呈现混合价态。而在机械作用下,Ba2Gd(BO3)2Cl∶Eu几乎只表现出Eu3+的橙红光发射,这可能是由于机械作用优先激发基质中的价带电子所致。此外,Eu的光致发光和力致发光最佳掺杂浓度均为2%。在0.23~1.55 mJ的冲击能下,力致发光强度与冲击能量呈线性关系。通过改变掺杂镧系元素的种类,实现了力致发光从可见光区域到近红外区域的拓展。这项工作为解释混合价态材料的力致发光机制提供了思路,并在应力传感领域呈现出潜在的应用价值。
力致发光 稀土掺杂发光材料 混合阴离子化合物 能量传递 力致发光机理 mechanoluminescence rare earth doped luminescent materials mixed-anion compound energy transfer mechanoluminescent mechanism
1 兰州大学 材料与能源学院,甘肃 兰州 730000
2 兰州大学 口腔医学院(医院),甘肃 兰州 730000
作为新一代固态照明光源,白光LED在能量转换效率、亮度、化学稳定性和环保性等多方面显示出突出的性能优势,广泛应用于照明领域。而在其多种白光构筑方式中,“近紫外LED+多色荧光粉”更有利于实现高显色指数和低色温的健康照明,这种方法受到高度关注,高品质多色发光材料的开发和性能调控也是近年来的研究热点。本文主要介绍了Eu2+/Ce3+激活的近紫外LED用发光材料的最新进展,包括商用荧光粉的性能优化和新体系的开发,讨论了材料设计和性能调控的手段。最后,对近紫外LED用发光材料的部分机遇和挑战进行了讨论,从而对白光LED的发展提供一定的参考和指导。
稀土元素 发光材料 近紫外LED 性能调控 rare earths luminescent materials n-UV LEDs property regulation
1 江苏师范大学物理与电子工程学院,江苏省先进激光材料与器件重点实验室,江苏 徐州221116
2 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
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。
过渡金属 石榴石体系 荧光材料 发光材料 transition metals garnet structure fluorescent materials luminescent materials