中南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙 410083
能在机械刺激下发光的材料可称为应力发光材料，应力发光属于一种力学-光子转换过程。在17世纪初首次观测到应力发光现象，但直至20世纪末，SrAl2O4∶Eu2+和ZnS∶Mn2+应力发光材料的出现以及其在应力传感领域巨大的应用前景才重新引起了研究者对应力发光材料的广泛关注。近二十多年来，随着人们对应力发光的深入认识以及对应力发光性能提升方法的逐步掌控，应力发光材料得到了快速发展，并在防伪加密、应力传感、疾病监测、照明显示、应力记录等领域展示出巨大的应用潜力。本文围绕应力发光材料的发展与研究现状，对应力发光材料的分类、发光特性、发光机理和应用领域进行了梳理和总结，提出了当下面临的瓶颈问题以及未来可能的研究方向，旨在为新型实用应力发光材料的开发提供有益的启示。
应力发光 应力传感 发光机理 mechanoluminescence stress sensing luminescence mechanism
1 重庆交通大学交通运输学院，重庆 400074
2 重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074
3 重庆交通大学材料科学与工程学院，重庆 400074
长余辉材料应用广泛，但种类繁多、发光机理难以被普遍阐释。针对发光-余辉性能好的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+硅酸盐长余辉材料，构建Sr2MgSi2O7基质、Eu掺杂及(Eu,Dy)共掺杂Sr2MgSi2O7的分子模型，进行第一性原理计算。从电子结构角度解译电子跃迁俘获路径，并阐释Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+的持续发光机理。结果表明：Eu、Dy离子的掺入使Sr2MgSi2O7由间接带隙半导体转变为直接带隙半导体；Dy 5d态主要位于Fermi能级与Eu 5d态之间，并与Eu 5d态存在能量重叠，这证实了Dy3+作为电子陷阱的合理性。Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+发光过程的揭示有助于后续光学性能的调控与提升。
硅酸镁锶长余辉材料 第一性原理计算 发光机理 电子跃迁俘获 magnesium strontium silicate long afterglow materi first-principles calculation luminescence mechanism electron transition capture
双钙钛矿结构化合物具有化学稳定性高、声子能量低、易于稀土离子掺杂和多种可调变的晶体学格位等优点，是一种优良的上转换发光基质材料。本文采用高温固相法在600 ℃下合成了双钙钛矿结构Rb3GaF6∶Er3+,Yb3+上转换发光材料，并采用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪对其成分、结构和发光特性进行系统表征。在980 nm激发下，制备的样品在521和548/561 nm处产生的绿光发射分别归因于Er3+的2H11/2-4I15/2、4S3/2-4I15/2能级上的电子跃迁，同时在656 nm处产生的红光发射对应于Er3+的4F9/2-4I15/2能级上的电子跃迁。此外，本文探究了Rb3GaF6∶Er3+,Yb3+的上转换发光机理。
双钙钛矿 上转换 发光特性 稀土掺杂 高温固相法 发光机理 double perovskite Rb3GaF6∶Er3+,Yb3+ Rb3GaF6∶Er3+,Yb3+ up-conversion luminescence characteristic rare earth doping high-temperature solid-phase method luminescence mechanism
1 内蒙古师范大学 物理与电子信息学院，内蒙古 呼和浩特 010022
2 内蒙古师范大学 内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室，内蒙古 呼和浩特 010022
3 内蒙古自治区新能源储能材料工程研究中心，内蒙古 呼和浩特 010022
自激活发光受到了研究人员的广泛关注，其中硼氮化物缺陷发光材料因毒性低、合成简单、结构多样性等优点，具有成为新一代LED用荧光粉的潜力，但是低热稳定性限制了其实际应用。本文采用高温固相一步法，通过部分取代LiSr4（BN2）3（LSBN）中的Sr，合成了一种新的LiSr2Ca2（BN2）3（LSCBN）发光材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪对荧光粉的相组成、形貌和光学性质进行了表征。结果表明，所制备的样品LSBN为立方晶系，空间群Im‐3m。在紫外区域有较宽的激发带，发射光谱峰值位于561 nm，半峰宽度（FWHM）约为4 504 cm-1。LSCBN的发光强度是LSBN的的2倍。解释了LSCBN的发光机理，LSCBN荧光粉中存在替代式缺陷，在光激励下形成发光中心。变温光谱显示，150 ℃时，LSBN的发光强度为初始强度的17%，LSCBN的发光强度为初始强度的57%，超过了已报道的其他硼氮化物荧光粉。这种离子取代的方法能有效调控发光波长和增强荧光强度，改善热稳定性，为硼氮化物缺陷材料发光性能的改善提供了新的思路和应用前景。
硼氮化物 缺陷发光材料 阳离子取代 发光机理 nitridoborate defect-related phosphor cation substitution luminescence mechanism
1 福州大学 化学学院, 福建 福州 350108
2 中国科学院 福建物质结构研究所, 中国科学院功能纳米结构设计与组装重点实验室, 福建 福州 350002
Pr3+掺杂长余辉发光材料因其稳定高效的红色持久性发光而备受关注。近年来, Pr3+掺杂红色长余辉发光材料的基础研究和应用探索均取得了长足的进步。本文总结了Pr3+离子发光特性与电荷迁移带位置的关系, 概述了最近报道的发光材料体系, 讨论了余辉性能的优化途径, 介绍了相关材料在信息加密、交流发光二极管(AC-LED)、生物成像、应力传感等新领域的应用。最后, 指出了目前Pr3+掺杂红色长余辉发光材料研究中仍存在的问题, 并对其未来的研究方向进行了展望。
Pr3+离子 长余辉材料 发光机理 掺杂 Pr3 + ions afterglow materials luminescence mechanism adulteration
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 内蒙古师范大学 物理与电子学院, 内蒙古 呼和浩特 010022
2 内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室, 内蒙古 呼和浩特 010022
采用高温固相一步法合成了新型荧光粉Sr3(BN2)2（以下简写为SBN）。采用 X 射线衍射、扫描电子显微镜、荧光分光光度计对荧光粉的相组成、形貌和发光性能进行表征。讨论了SBN荧光粉的缺陷发光机理和长余辉特性。结果表明, 所制备的样品SBN晶体为立方晶系Im-3m。在紫外区域有较宽的激发带, 发射光谱峰值位于525 nm, 半峰宽为3 334 cm-1。SBN荧光粉材料存在本征缺陷, 在基质中形成了Sr的空位, 在光激励下形成发光中心。进一步的余辉衰减曲线与热释光曲线也证实, 该材料存在固有缺陷, 其余辉时间约10 s。变温光谱显示, 当温度达到150 ℃时, 荧光强度是室温初始强度的43%, 优于稀土掺杂硼氮化物衰减到10%的结果。SBN荧光粉具有合成工艺简单、结构稳定、紫外波段激发获得长余辉绿光发射等优异性能, 在LED发光器和指示方面具有潜在的应用前景。
缺陷发光材料 长余辉 发光机理 Sr3(BN2)2 Sr3(BN2)2 defective luminescent material long afterglow luminescence mechanism
1 武汉大学 物理科学与技术学院, 湖北 武汉 430072
2 武汉大学 苏州研究院, 江苏 苏州 215123
应力发光材料因在应力传感、光学信息存储、生物成像显示、防伪等领域的潜在应用, 引起了广大科研工作者的关注。但是, 目前已知该材料的发光大多集中在可见光波段范围, 这极大地限制了其更广阔的应用; 而近红外应力发光材料由于不受明亮环境的干扰以及具有良好的生物组织透过性, 逐渐步入科研工作者的视野, 成为一类重要的应力发光材料。本文主要综述了近红外应力发光材料的最新研究进展, 并对其未来研究方向提出了展望。
应力发光 近红外 应力传感 发光机理 mechanoluminescence near-infrared stress sensing luminescence mechanism
华中科技大学 光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
光纤荧光传感器结合了荧光检测灵敏度高、鉴别性强和光纤体积小、抗干扰能力强等优点, 由于部分荧光检测物质对荧光强度有猝灭作用, 所以基于猝灭效应的光纤荧光传感器具有重要的研究意义。本文对基于荧光猝灭效应光纤传感器的研究进展进行综述, 简要描述了荧光猝灭效应的检测机理, 并根据传感光纤结构的不同, 对光纤与荧光检测的结合机理进行了分类总结。在此基础上阐述了基于荧光猝灭效应的光纤荧光传感器在重金属离子检测、爆炸物检测等领域的应用, 分析了猝灭剂、荧光材料的相互作用和传感器的性能指标, 最后对其发展方向进行了展望。
光谱检测 光纤传感 发光机理 荧光猝灭 spectral detection optical fiber sensing luminescence mechanism fluorescence quenching
上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海 200093
声致发光现象是指当液体受到强大声波作用时，液体中会产生一种 “声空化 ”现象。即在液体中产生气泡，气泡瞬间缩小到一个非常小的体积，在此过程中会发出瞬间闪光并伴随释放大量的热量。声致发光作为声学和光学的交叉学科引起了很多人的兴趣。本文对声致发光这种奇特的现象进行系统评述，讨论声致发光的几种机理，介绍单泡声致发光和多泡声致发光的研究进展以及各领域最新研究成果，并对声致发光未来的发展及应用前景作出展望。
声致发光 发光机理 单泡声致发光 多泡声致发光 sonoluminescence luminescence mechanism single bubble sonoluminescence multi-bubble sonoluminescence
