1 兰州理工大学 材料科学与工程学院， 甘肃 兰州 730050
2 兰州理工大学 有色金属先进加工与回收国家重点实验室， 甘肃 兰州 730050
3 甘肃稀土新材料股份有限公司， 甘肃 白银 730922
采用静电纺丝法在不同气氛下制备了Sr2MgSi2O7∶Eu2+，Eu3+纤维，研究其晶体结构和形貌；将纤维与聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合后获得Sr2MgSi2O7∶Eu2+，Eu3+?PDMS复合材料，研究其光致发光和应力发光性能。研究结果显示，氮气、空气下制备样品的XPS图谱同时出现Eu2+和Eu3+结合能特征峰；在360 nm和395 nm激发下复合材料的光致发光光谱中，不但有Eu2+位于469 nm处的蓝色宽带发射，还包含Eu3+位于615 nm的多个红色窄带发射。因为Eu3+在电荷补偿下还原成Eu2+并在刚性结构保护下不被氧化，证实了Eu3+在Sr2MgSi2O7中的自还原现象。随着Eu3+的掺杂浓度增大，光致发光和应力发光强度都先增大后减小，Eu2+和Eu3+的发射分别在5%和10%时达到最强。应力发光强度与应力的增长是线性关系，Eu2+的发射增长量大于Eu3+。在实物照片和CIE坐标中观测到光致发光颜色从蓝色逐渐接近红色，应力发光颜色在应力增大时逐渐从粉红色变为紫粉色。该材料的研究将为发光调控提供参考，在应力传感和防伪等领域有着潜在的使用价值。
Sr2MgSi2O7∶Eu2+，Eu3+ 纤维 自还原 应力发光 发光调控 Sr2MgSi2O7∶Eu2+，Eu3+ fibers self reduction mechanoluminescence luminescence regulation
太原科技大学 应用科学学院，山西省光场调控与融合应用技术创新中心，山西 太原 030024
元素掺杂对调节碳点多色发光有着至关重要的作用。然而，目前碳点的可调荧光发射在固态下难以实现，这是因为会发生严重的聚集诱导猝灭（AIQ）现象以及存在制备工艺繁琐等问题。本文报道了一种以间苯三酚为碳源、硼酸为硼元素掺杂剂、尿素为氮元素掺杂剂，采用固相法，微波一步直接制备的氮硼共掺杂固态荧光碳点。随着氮和硼元素含量的变化，所得固态碳点的发光颜色经历黄色、绿色到蓝色的变化。表征分析发现氮和硼元素的掺杂在碳点表面形成了不同的结构和表面官能团，随着氮和硼元素掺杂含量的提高，其中石墨氮、N—C以及B—O/B—N 基团的协同作用导致了碳点发光颜色蓝移，且荧光发光效率增强。此外，鉴于这些固体碳点材料呈现出优异的多色发光性能，选择发光性能最佳的黄色、绿色和蓝色固态荧光碳点作为固态荧光粉末，制备得到了白光发光二极管（WLED）器件。这些器件均具有优良的色度指标，暖白光区发光和个别器件节能高效的工作特性表明这些发光材料在照明领域具有潜在应用前景。
固态碳点 氮硼共掺杂 发光调控 发光二极管 solid-state CDots N and B co-doping luminescence regulation LED
1 中国地质大学 (武汉)材料与化学学院, 武汉 430074
2 中国地质大学(武汉)浙江研究院, 杭州 311305
采用传统的高温固相法合成出了硫元素掺杂的具有 473 nm和 525 nm双发射的 UCr4C4型 RbNa3(Li12Si4O16-ySy):Eu2+窄带蓝光荧光粉, 并在 UCr4C4结构中实现零热猝灭发光性能, 其发光积分强度在 250℃下提升至室温的 107%。Eu2+离子的格位占据分析及缺陷表征揭示了对应的发光调控和零热猝灭机理。采用阳离子取代策略 (Ti4+部分取代 Si4+)成功消除了荧光粉位于 525 nm的肩带峰, 将蓝光色纯度从 61.1%提升至 83.7%, 使 RbNa3(Li12Si3TiO16-ySy):Eu2+荧光粉有望成为应用于液晶显示背光的蓝色发光候选材料, 为 UCr4C4型发光材料零热猝灭性能的实现及色纯度的优化提供了新的设计思路。
UCr4C4结构 硫元素掺杂 窄带蓝光 发光调控 零热猝灭 UCr4C4 structure sulfur element doped narrow-band blue emission luminescence adjustment zero-thermal-quenching
广东第二师范学院化学与材料科学学院, 广州 510800
采用高温固相法合成了一系列Eu2+激活的Sr3LnM(PO4)3F(Ln=Gd, La, Y; M= Na, K)荧光粉, 并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱等对样品的物相结构、形貌和发光特性进行了表征及分析。结果表明: 成功合成了Sr3LnM(PO4)3F∶Eu2+荧光粉, 样品的粒径为2~10 μm。荧光粉在蓝光区具有强烈的发射, 归属为发光中心Eu2+的4f65d→4f7跃迁。当基质中的碱金属M由Na变成K时, Eu2+的发光颜色由淡蓝色变成深蓝色, 色纯度大幅提高, 有效地调控了Eu2+在氟磷灰石Sr3LnM(PO4)3F中的发光, 进而发现了一种通过改变第二层配位原子来调控Eu2+发光的策略。
稀土发光材料 蓝色荧光粉 高温固相法 氟磷灰石 发光调控 第二层配位原子 色纯度 rare earth luminescent material blue phosphor Eu2+ Eu2+ high-temperature solid-phase method fluorapatite luminescence regulation secondary layer coordination atom color purity
吉林大学化学学院 无机合成与制备化学国家重点实验室， 吉林 长春 130012
碳点具有优异的发光特性和广泛的应用，将碳点限域于具有纳米孔道结构的分子筛材料中，可开发出一类新型的碳点@分子筛复合材料。本文聚焦于具有独特发光性能的负载碳点的分子筛复合材料,综述了这类材料最新的研究进展,重点介绍了碳点@分子筛复合材料的制备方法、长余辉发光调控策略及主体分子筛基质对客体碳点的作用等，并对未来光致发光碳点@分子筛复合材料的发展前景进行了展望。
碳点 分子筛 合成 发光调控 carbon dots zeolite synthesis photoluminescent regulation
在不添加任何模板剂的情况下，采用温和水热法，制备了一系列NaGd0.96-x(WO4)2∶0.04Tb3+,xEu3+(x=0, 0.005, 0.01,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.12,0.14,0.16,0.18)荧光粉。采用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及荧光分光光度计分别对所得样品的物相结构、形貌粒度及发光性能进行分析表征。结果表明：所合成的样品为NaGd(WO4)2的纯相，属四方晶系白钨矿结构。其形貌为规整的四方盘形，尺寸均一、分散性良好。系列样品均能被近紫外光有效激发，通过改变NaGd(WO4)2中Eu3+/Tb3+的掺杂浓度，实现了对荧光粉发光颜色由绿色到红色的全色调控。
Eu3+,Tb3+共掺 水热法 近紫外光激发 发光调控 NaGd(WO4)2 NaGd(WO4)2 Eu3+,Tb3+ co-doping hydrothermal method near-ultraviolet light excitation luminous regulation
大连理工大学 精细化工国家重点实验室, 辽宁 大连 116024
稀土掺杂上转换材料由于其高化学稳定性、低生物毒性, 在发光显示、防伪和生物成像等领域得到了广泛的应用。稀土掺杂上转换材料的基质晶格和掺杂离子决定着其发光强度和颜色。光子晶体(PCs)是折射率不同的材料在空间周期性排列形成的有序结构, 其最显著的特征是具有光子禁带(PBG)。波长位于光子禁带内的光不能透过光子晶体而被反射回来, 因而光子晶体具有优异的光调控能力。本文综述了一维、二维和三维光子晶体对稀土上转换发光调控的进展, 介绍了利用光子禁带与上转换荧光发射峰的相对位置对发光进行控制的方法。重点从蛋白石结构和反蛋白石结构两个方面论述了三维光子晶体对上转换发光的调控: 对于反蛋白石光子晶体, 综述了利用上转换材料构筑反蛋白和利用其他材料构筑反蛋白, 通过布拉格反射调控上转换材料的发光; 对于蛋白石光子晶体, 论述了利用不同折射率胶体微球构筑三维光子晶体对稀土上转换发光进行调控。最后总结了利用等离子体共振和光子禁带共同作用调控上转换发光的研究现状, 并展望了利用光子晶体调控上转换发光的发展方向。
上转换 光子晶体 光子禁带 发光调控 upconversion photonic crystals photonic bandgap luminescence regulation
1 暨南大学信息科学技术学院电子工程系, 广东 广州 510632
2 华南师范大学信息光电子科技学院, 广东 广州 510006
与贵金属纳米颗粒相比,全介质纳米颗粒因支持光频段低损耗的米氏共振而受到广泛关注,成为纳米光子学中增强光与物质间相互作用的重要材料。高折射率半导体纳米颗粒是重要的全介质纳米颗粒,其同时支持电和磁谐振,可在光频段构建低损耗超材料和超表面。结合近年来国内外关于高折射率半导体材料亚波长颗粒的研究,重点介绍了基于米氏共振实现半导体微纳颗粒荧光调控的相关工作及应用,并对该领域的发展进行了展望。
散射 高折射率半导体微纳颗粒 米氏共振 发光调控
湖南师范大学 化学化工学院, 资源精细化与先进材料湖南省高校重点实验室, 湖南 长沙 410081
采用高温熔融法制备了Ce3+/Tb3+/Sm3+掺杂的CaO-B2O3-SiO2(CBS)发光玻璃。通过傅利叶红外光谱仪、荧光光谱仪表征了该系列发光玻璃的微观结构和发光性质, 并对Ce3+到Tb3+、Ce3+到Sm3+之间的能量传递机制进行了研究。结果表明, 在339, 378, 407 nm激发下, 单掺Ce3+、Tb3+和Sm3+的CBS玻璃分别发射紫蓝光、绿光和红光, 恰好符合混合合成白光的条件。Ce3+/Tb3+和Ce3+/Sm3+双掺CBS玻璃的发射光谱以及Ce3+衰减寿命的变化证实了Ce3+→Tb3+和Ce3+→Sm3+之间存在能量传递, 随Tb3+和Sm3+浓度增加, Ce3+的寿命减小, 且传递效率由5.4%和5.7%分别增加至24.0%和27.1%。调节3种稀土离子的掺杂浓度并选择合适的激发波长, 实现了发光颜色可调, 并最终获得白光发射。
发光玻璃 高温熔融法 能量传递 发光调控 luminescent glass high temperature melting method energy transfer luminescence modulation
