太原理工大学 省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室, 山西 太原 030024
基于热活化延迟荧光的双发射有机材料,由于具有两种颜色的发光波长,且至少有一种发射的衰减寿命在微秒级以上, 因此在白色有机发光二极管、多功能探针与传感、高质量生物成像、防伪等领域具有很大的应用前景。为了合理地设计基于热活化延迟荧光的双发射有机电子给体-受体型材料, 最为关键的是研究分子结构与光物理性质之间的构效关系。本文将基于热活化延迟荧光的双发射有机电子给体-受体型分子,根据其发光属性分为三类: 热活化延迟荧光-荧光双发射、热活化延迟荧光-磷光双发射和双热活化延迟荧光发射, 进一步对其分子设计原则、发光机制和最新进展做出了简要综述, 并展望了其发展前景。
热活化延迟荧光 双发射 分子设计 发光机制 thermally activated delayed fluorescence dual emission molecular design luminescence mechanism
1 郑州大学 化学学院(绿色催化中心)， 河南 郑州 450001
2 吉林大学化学学院 超分子结构与材料国家重点实验室， 吉林 长春 130012
碳点(CDs)由于其出色的光学性能、高生物相容性和低毒性，因此在许多领域都具有潜在应用。对其光致发光(PL)机制的认识已得到广泛研究，对于指导可调节PL发射的CDs的合成和推广应用具有重要意义。但是，PL发射的内在机理尚不清楚，并且由于颗粒结构的差异，尚未找到统一的机理。本综述根据对结构和性能特征的分析，总结了一种新的CDs分类，称为碳化聚合物点(CPDs)。概述了与结构差异有关的三种PL机制:内部因素主导发射(包括共轭效应、表面状态和协同效应)、外部因素主导发射(包括分子态和环境效应)以及交联-发射增强。除此之外，还简要介绍了CDs的光学应用。最后，讨论了PL机制的研究前景，并指出了未来工作中存在的挑战和方向。
碳点 光致发光机制 表面态 分子态 交联增强发射 carbon dots photoluminescence mechanisms surface state molecular state crosslink-enhanced emission
1 太原理工大学 物理与光电工程学院, 山西 太原 030006
2 韩山师范学院 材料科学与工程学院, 广东 潮州 521041
采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术, 以SiH4、CH4和O2作为反应气源, 通过调控O2流量在250 ℃下制备强光发射的非晶SiCxOy薄膜。利用光致发光光谱、荧光瞬态谱、Raman光谱、X射线光电子能谱及红外吸收谱对薄膜的光学性质和微结构进行表征与分析, 进而讨论其可调可见光发射机制。实验结果表明, SiCxOy薄膜发光性质与薄膜中的氧组分密切相关。随着薄膜中氧组分的增加, 其发光峰位由橙红光逐渐向蓝光移动, 肉眼可见强的可见光发射。荧光瞬态谱分析表明,薄膜的荧光寿命在纳秒范围。结合X射线光电子能谱和红外吸收谱对薄膜的相结构和化学键合结构进行分析, 结果表明薄膜的主要相结构和发光中心随O2流量的变化是其可调光发射的主要原因。
光致发光 碳氧化硅 等离子增强化学气相沉积 发光机制 photoluminescence silicon oxycarbide plasma enhance chemical vapor deposition photoluminescence mechanism
1 海南省特种玻璃重点实验室 海南大学, 海南 海口 570228
2 特种玻璃国家重点实验室 海南中航特玻材料有限公司, 海南 海口 571924
3 海南中航特玻科技有限公司, 海南 海口 571924
采用高温熔融法制备了掺杂不同比例Yb3+和Tm3+的硅酸盐玻璃。吸收光谱表明,Yb3+和Tm3+在300～1 100 nm的吸收过程彼此不干扰。研究了玻璃样品在980 nm LD泵浦下的上转换发光行为,结果表明：Yb3+/Tm3+在477 nm（1G4→3H6）发射强烈的上转换蓝光,在654 nm（1G4→3F4）发射较弱的红光,在795 nm（3H4→3H6）发射微弱的红外光。提高Yb3+的比例均能够提高477 nm蓝光、654 nm红光和795 nm红外光的发射强度。研究分析了上转换发光强度与激光器泵浦功率之间的关系,结果表明上转换蓝光和红光发射均为三个光子过程,红外光发射为两个光子过程。分析了Yb3+、Tm3+在硅酸盐玻璃中上转换发光的机制。
硅酸盐玻璃 上转换 发光机制 silicate glass Yb3+ Yb3+、Tm3+ Tm3+ up-conversion luminescence mechanism
1 厦门大学 物理系, 福建省半导体材料及应用重点实验室, 半导体光电材料及其高效转换器件协同创新中心, 福建 厦门 361005
2 中国科学院半导体研究所 半导体材料科学重点实验室, 北京 100083
紫外LED的发光功率和效率还远不能令人们满意,波长短于300 nm的深紫外LED的发光效率普遍较低。厘清高Al组分AlGaN多量子阱结构的发光机制将有利于探索改善深紫外LED的发光效率的新途径、新方法。为此,本文通过金属有机气相外延技术外延生长了表面平整、界面清晰可辨且陡峭的高Al组分AlGaN多量子阱结构材料,并对其进行变温光致发光谱测试,结合数值计算,深入探讨了AlGaN量子阱的发光机制。研究表明,量子阱中具有很强的局域化效应,其发光和局域激子的跳跃息息相关,而发光的猝灭则与局域激子的解局域以及位错引起的非辐射复合有关。
多量子阱结构 深紫外LED 发光机制 AlGaN AlGaN MQW deep UV-LED emission mechanism
河北大学物理科学与技术学院， 河北 保定 071002
将高量子效率的磷光材料fac-tris-2-phenylpyridine iridium(III) (Ir(ppy)3)按不同的比例掺杂到具有载流子传输能力的主体材料poly(N-vinylcarbazole) (PVK)中作为发光层制备磷光电致发光器件。通过对器件发光机制的研究，发现光致发光过程中起主导作用的是Fo¨ster能量转移机制；而在电致发光过程中，器件的发光性能受Dexter能量转移和电荷陷获2种能量传递形式的影响。器件的I-V-L特性表明：Ir(ppy)3的掺杂比例为5%时，器件的光功率效率最大，能量转移最充分。
有机电致发光器件 发光机制 Fo¨ster能量转移 Dexter能量转移 电荷陷获 organic electro-phosphorescent device luminescence mechanism Fo¨ster energy transfer Dexter energy transfer charge trapping
1 宁波大学信息科学与工程学院,浙江 宁波 315211
2 宁波市新型功能材料及其制备科学实验室——省部共建国家重点实验室培育基地, 浙江 宁波 315211
研究了不同Er3+/Yb3+掺杂比46Bi2O3-44GeO2-10Na2O(B46G44N10)(摩尔分数)玻璃的吸收光谱、红外吸收谱和上转换光谱性质,分析了玻璃中Yb3+敏化Er3+的上转换发光机制。测试了Er3+离子在不同Yb3+浓度下玻璃中的上转换荧光强度,得到最佳的掺杂质量比Er3+∶Yb3+=1∶6。计算了在980 nm激发下Er2O3质量分数为0.5%和Yb2O3质量分数为3.0%的Er3+/Yb3+共掺B46G44N10玻璃的绿光上转换效率为2.27×10-4。比较了不同基质材料玻璃的上转换效率,结果表明B46G44N10玻璃是一种良好的上转换基质材料。
材料 发光机制 铋锗酸盐玻璃 上转换效率
北京大学,物理学院,介观物理国家重点实验室,北京,100871
实际研究的多孔硅几乎都是氧化程度不同的氧化多孔硅,它与另一大类硅基发光材料纳米硅镶嵌氧化硅有相似的结构和发光特徵.两者都是由大量为氧化硅所包裹的纳米硅组成,可统称为纳米硅/氧化硅体系.它是当前研究最多并被普遍认为很有希望的硅基发光材料体系.本文主要讨论纳米硅/氧化硅体系光致发光的机制,文中扼要介绍了我自己所在的研究小组近十几年来的一些相关研究工作.
纳米硅/氧化硅体系 光致发光 发光机制 nanoscale silicon particles/oxidized silicon syste luminescence photoluminescence mechanism
