1 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031
2 中国科技大学研究生院科学岛分院,安徽 合肥 230026
3 安徽省先进激光技术实验室,安徽 合肥 230037
4 安徽建筑大学环境与能源工程学院,安徽 合肥 230601
5 安徽省东超科技有限公司,安徽 合肥 230088
本文介绍了一种波长宽、响应快的静态体三维显示系统,包括显示介质、控制系统及激光系统三部分。实验中,选取具有双频上转换效应的NaYF4∶Er@NaGdF4∶Yb@NaYF4∶Er纳米晶溶液作为显示介质。控制系统选用1024×768的数字微镜显示器(DMD)及扫描振镜对红外激光进行投影,使用成像光学软件将立体图像的二维切片转换为DMD/扫描振镜的控制信号。激光系统选用1550 nm和850 nm的红外激光,用适当的光学元件调整光束和光路。最终在纳米晶的环己烷溶液中(1 mmol/mL)以30×1024×768的分辨率实现了绿色(532 nm)三维图像体的快速扫描,图像无闪烁、深度线索自然、可360°观看。该显示系统对材料性能要求不高,搭建方便,显示效果明显,为上转换材料在三维显示领域的初步研究及大尺寸体三维显示技术的探究提供了参考。
体三维显示 双步双频上转换 NaYF4纳米晶 数字微镜显示器
太原科技大学 应用科学学院, 山西 太原 030024
全无机卤化铅铯钙钛矿纳米晶CsPbX3(X=Cl,Br,I)因具有独特的光电特性,近年来在固体照明及显示、太阳能电池、阻变存储器等领域成为研究的热门之选。Mn2+是一种比Pb2+半径小的过渡金属离子,利用Mn2+掺杂CsPbCl3钙钛矿纳米晶能够实现波长位于600 nm左右可见光区域的橘黄色发射,且能够部分替代钙钛矿纳米晶中的Pb2+,降低钙钛矿纳米晶的毒性。然而,Mn2+掺杂的卤化物钙钛矿纳米晶仍易受环境中水分子等的侵蚀而导致其荧光特性严重退化。本文采用一种利用四甲氧基硅烷(Tetramethoxysilane,TMOS)和聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)对Mn2+掺杂CsPbCl3钙钛矿纳米晶进行双壳层的包覆方法,并分析了双壳层包覆法对钙钛矿纳米晶稳定性提升的机理。此外,还对比了双壳层包覆的Mn2+掺杂CsPbCl3钙钛矿纳米晶在甲苯和二氯甲烷(Dichloromethane,DCM)溶剂下的发光特性,它们呈现的橘黄色荧光发射强度并未明显下降,且荧光量子产率(Photoluminescence quantum yield,PLQY)能够保持在25%左右。并以此为基础制备了相应的荧光纳米晶粉末,将其运用于潜指纹辨识上,可长期有效地检测潜指纹信息。
Mn2+掺杂 卤化物钙钛矿纳米晶 双壳层包覆 荧光粉末 潜指纹辨识 Mn2+-doped halide perovskite nanocrystals double-layer coating luminescence powder latent fingerprints identification
1 1.武汉理工大学 材料科学与工程学院, 武汉 430070
2 2.武汉理工大学 硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
近年来, 全无机铯铅卤化钙钛矿CsPbX3(X=Cl, Br, I)纳米晶(NCs)材料因具有长载流子寿命、强光吸收、低成本制造和带隙可调性等独特的性能已成为研究的热点, 但专注于CsPbBr3纳米晶瞬态光电导的相关研究却很少。本工作通过配体辅助再沉淀法制备了CsPbBr3纳米晶体, 并改进了光电导薄膜样品的制样方法和真空瞬态光电导测试装置, 研究了不同温度和不同激发功率对CsPbBr3纳米晶瞬态光电导的影响。不同温度的瞬态光电导实验结果表明, 在133~273 K温度范围内, 光生电流衰减速率随着温度增加而逐渐减小, 而在273~373 K温度范围内, 光生电流衰减速率随着温度升高而逐渐增大。不同激发功率的瞬态光电导实验表明, 激发功率从200 mW逐渐增大到1000 mW时, 光生电流衰减速率增大。本工作的研究方法为研究光激发光生载流子的动力学相关行为提供了一个的新思路。
卤化铅钙钛矿 CsPbBr3纳米晶 光生电流 瞬态光电导 载流子弛豫 lead halide perovskite CsPbBr3 nanocrystals photo-generated current transient photoconductivity carrier relaxation
1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉 430070
2 武汉理工大学材料科学与工程国际化示范学院(材料与微电子学院),武汉 430070
3 湖北省特种玻璃工程技术研究中心,武汉 430070
新型Cu2O纳米微晶玻璃具有高Cu载量、低成本和易大规模制备等特点,有望成为载银抗菌玻璃较有潜力的替代者。通过采用XRD、Raman光谱、XPS、FESEM和TEM等表征方法重点研究了不同ZnO/K2O比对SiO2-Al2O3-K2O-ZnO-P2O5-B2O3-CuO微晶玻璃显微结构的影响,并分析讨论了其结构-性能关系。结果表明,微晶玻璃中Zn与P元素会富集在Cu元素所在区域的附近,适量的ZnO能使微晶玻璃中析出的Cu2O晶粒尺寸稳定在纳米级别,并能调节微晶玻璃中Cu元素的浸出速率。Cu2O纳米微晶玻璃对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有显著的抗菌效果,并能实现对维多利亚蓝B溶液的可见光催化降解,是一种极具发展潜力的新型功能微晶玻璃材料。
微晶玻璃 氧化亚铜纳米晶 显微结构 抗菌性能 可见光催化 glass-ceramics Cu2O nanocrystalline microstructure antibacterial property visible light driven photocatalysis
1 国防科技大学电子对抗学院,安徽 合肥 230037
2 脉冲功率激光技术国家重点实验室,安徽 合肥 230037
3 先进激光技术安徽省实验室,安徽 合肥 230037
4 安徽省红外与低温等离子体重点实验室,安徽 合肥 230037
针对隐身和电磁防护技术对轻质、高效新型吸波材料的需求,以ZIF-67为前驱体,通过1064 nm激光辐照快速制备Co/C复合粒子。研究辐照功率对Co/C复合材料物相、微结构、电磁参数及其2~18 GHz波段吸波性能的影响。结果表明,激光辐照制备的Co纳米晶尺寸可稳定在5~20 nm,复合材料展现出丰富的Co-C界面,从而利于提升材料对电磁波的介电损耗能力。特别地,45 mW激光辐照获得的Co/C工作频段可覆盖完整的X波段(厚度为2.6 mm),最低反射损耗高达-53.9 dB,展现出优异的吸波能力。
材料 激光辐照 ZIF-67 Co纳米晶 宽频 吸波 光学学报
2023, 43(17): 1716001
1 北京大学 化学与分子工程学院,稀土材料化学及应用国家重点实验室,北京大学⁃香港大学稀土材料与生物无机化学联合实验室,北京分子科学中心,北京 100871
2 兰州大学 化学化工学院,甘肃 兰州 730000
近年来,将近红外光转换为短波长的可见或近红外光的稀土纳米晶上转换发光研究吸引了生物成像、纳米温度传感、太阳能电池等领域研究者的广泛关注。面向多领域的应用需求,稀土纳米晶上转换发光需提高其发光强度、发光波长以及激发波长的选择性。本文综述了纳米尺度上,通过组成、结构以及核壳结构的设计,在理解上转换发光过程的能量传递路径和上转换发光过程的基础上,提高对上转换发光的颜色、各跃迁的比例以及发光强度、发光寿命等调控的研究进展。此外,还关注了纳米晶与贵金属表面电场、表面有机分子以及环境温度的耦合在提高辐射跃迁几率、减少无辐射能量损失等方面提高其上转换发光强度的研究发展趋势。
稀土纳米晶 上转换发光 核壳结构 rare earth nanocrystals upconversion emission core/shell structure
1 吉林师范大学 1. 功能材料物理与化学教育部重点实验室
2 2. 信息技术学院, 吉林 四平 136000
Mn2+离子掺杂全无机钙钛矿(Mn2+∶CsPbX3, X=Cl, Br)纳米晶(NCs)具有宽发射带、长斯托克斯位移和高量子产率等优势, 在固态照明、光电探测和成像等领域有广阔应用前景。然而, 目前Mn2+掺杂的钙钛矿晶体量子产率很难超过70%, 如何改善发光效率, 同时调控Mn离子发射中心成为构建高质量白光LED的关键。文章通过CdCl2后处理技术, 进行室温下阳离子交换, 获得了高效发光的Cd2+和Mn2+共掺杂的CsPbCl3纳米晶。Mn的发射波长可以从604nm连续调控到624nm, 实现稳定的红光发射。Cd离子掺杂改善了Mn-Cl八面体的晶体场环境, 使Mn衰减寿命提高到1.32ms。此外, 通过绿色CsPbBr3纳米晶和蓝-橙双色Mn∶CsPb(ClBr)3纳米晶构建了高显色指数的暖白光发光二极管(WLED), 其流明效率达60lm/W, 显色指数超过85。
钙钛矿 Mn掺杂 CdCl2后处理 纳米晶 白光LED perovskite Mn doping CdCl2 post-treatment nanocrystal white LED
深圳大学土木与交通工程学院, 滨海城市韧性基础设施教育部重点实验室, 广东 深圳 518060
水化硅酸钙(C?傆bS?傆bH)作为水泥基胶凝材料的基因, 其结构变化对混凝土宏观性能发展至关重要。为了明确纤维素纳米晶(CNCs)在水泥中的改性机理, 采用共沉淀法制备C?傆bS?傆bH凝胶, 探讨了CNCs的形态效应及成核效应对C?傆bS?傆bH凝胶结构的影响。基于X射线衍射、透射电子显微镜、纳米压痕以及核磁共振等测试, 结果显示CNCs表面携带的羟基(-OH)可络合Ca2+, 随后与溶液中的SiO42-反应形成C?傆bS?傆bH凝胶, 包裹在CNCs周围形成致密的网络结构。CNCs为C?傆bS?傆bH凝胶的沉淀和生长提供了额外的成核位点, 促进了C?傆bS?傆bH凝胶聚合度的降低以及链长的缩短, 并且显著提升了高密度C?傆bS?傆bH凝胶的含量。
纤维素纳米晶 水化硅酸钙 晶核效应 微观结构 聚合度 cellulose nanocrystals calcium silicate hydrate nucleation effect microstructure polymerization degree