光学青年| 邓人仁研究员，我的科研生涯充满了“偶然”与“必然”

本期嘉宾：

邓人仁研究员，2009年本科毕业于浙江大学化学系，2014年获得新加坡国立大学化学系博士学位，2014-2016年先后于新加坡国立大学化学系，英国剑桥大学卡文迪许实验室从事博士后研究工作。2016年受聘浙大研究员，随后加入浙江大学材料科学与工程学院。主要从事复合结构纳米发光材料的设计制备，以及微纳米结构能量转换器件的研究。重点开展稀土掺杂上转换发光纳米材料和其他结构组元进行复合结构构筑及可控合成研究，在上转换纳米材料的纳米光学特性上的高度可控技术方面，取得了若干具有开创性的原创成果。

我加入刘教授课题组后的第二周，就开始独立合成上转换纳米晶体。在利用980 nm激光脉冲激发纳米晶体溶液的实验中，我发现了一个奇特的现象，在激光束前轻轻振动该溶液，所发出是黄光而不是预测的红光。这是我第一次观察到这样的现象，在与有经验的同事讨论之后，我意识到这一现象可能很重要。但由于当时刚读博士没多久，光物理知识和相关经验还比较欠缺，我无法解释这种现象，更解决不了，只好先将这项工作搁置了下来。

我没有放弃，始终在想办法尝试解决这一难题。2年之后，在参与利用脉冲光源调制纳米颗粒上转换发光的课题研究时，为验证自己大胆的假设与猜想，我自制了一个简易的机械风扇，利用纸板叶片作为光学斩波器，并使用了与之前振动实验相同的上转换纳米颗粒溶液。当我用斩波器调制的激光去激发该溶液时，发现颜色变化了。重要的是，我对发射光谱进行了测量，结果验证我的假设，即纳米颗粒的颜色随着不同发射峰的发射强度变化而变化。

在导师和其他合作成员的帮助下，我们迈出了决定性的一步，采用了多层多元复杂核壳结构，制备了多色发射纳米晶体。随后，我们通过两种激发光（980 nm 和 808 nm）的脉冲调制，实现了纳米颗粒发射各种颜色的上转换发光，并将该材料应用于全彩三维显示技术应用。经过了5年的知识沉淀和实验积累，这一难题最终在我博士毕业之前（2014年7月）解决了。

2016年，我回到了浙江大学。加入课题组后，在之前工作的基础上，我对稀土掺杂光功能纳米材料的研究进行了延展，目前的研究重点是无机稀土掺杂纳米颗粒和有机光功能材料相结合的有机-无机复合纳米材料体系。在这些工作中，我和团队取得了一些新的成果和进展。

利用单个发光纳米颗粒来探测单分子尺度的分子反应过程一直是纳米科学研究领域的重大技术难点。

最近，我所带领的研究团队和浙江大学邱建荣教授合作，提出了一种新型作用原理，通过调控稀土纳米颗粒内部能量迁移，增强纳米颗粒对小分子荧光探针的敏化过程。首次利用单个稀土上转换发光纳米颗粒实现了单个荧光分子光化学反应的定量检测。

我们认为这一进展提供了开发单分子纳米探针的新的理论基础，将有可能在未来为光功能纳米材料在环境、生物检测技术领域带来新的突破。

作为在材料-光学交叉领域开展研究工作的科研工作者，我决定加入中国激光杂志社青年编委的主要目的主要是能在这个平台上有更多的机会与光学领域的优秀青年学者进行交流学习。我愿意与各位同行一起努力，做好自己的科研工作，为中国光学技术的发展贡献力量。

1. J. Zhou, C. Li, D. Li, X. Liu, Z. Mu, W. Gao, J. Qiu, R. Deng*, “Single-molecule photoreaction quantitation through intraparticle-surface energy transfer (i-SET) spectroscopy”, Nat. Commun. 11, 4297 (2020).

2. R. Deng, J. Wang, R. Chen, W. Huang, X. Liu*, “Enabling Förster resonance energy transfer from large nanocrystals through energy migration”, J. Am. Chem. Soc. 138, 15972-15979 (2016).

3. R. Deng, F. Qin, R. Chen, W. Huang*, M. Hong*, X. Liu*, “Temporal full-colour tuning through non-steady-state upconversion”, Nat. Nanotechnol. 10, 237-242 (2015).

4. R. Deng, X. Liu*, “Optical multiplexing: Tunable lifetime nanocrystals”, Nat. Photon. 8, 10-12 (2014).

5. J. Wang#, R. Deng#, M.A. MacDonald, B. Chen, J. Yuan, F. Wang, D. Chi, T.S.A. Hor, P. Zhang, G. Liu, Y. Han, X. Liu*, “Enhancing multiphoton upconversion through energy clustering at sublattice level”, Nature Mater. 13, 157-162 (2014).

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