刘小峰 1,**†王林 1†邱建荣 2,*
作者单位
摘要
1 浙江大学材料科学与工程学院,浙江 杭州 310027
2 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江 杭州 310027
等离激元纳米材料的光致发光已经成为等离激元的一个基本性质。近20年来,这一现象在各种不同结构、不同材料的等离激元材料中被观察到。本文简要介绍了等离激元光致发光的实验研究进展,重点讨论了目前所提出的等离激元光致发光中的几种代表类型,并对这些不同类型的光致发光的光物理过程进行了简要的分析。在此基础上,本文介绍了近年来等离激元材料光致发光在传感、生物成像等领域的前沿应用。最后,本文简要总结了等离激元材料光致发光的研究进展和所面临的问题,并对这一光物理过程以及未来的研究方向进行总结和展望。
等离激元 光致发光 跃迁 纳米材料 plasmons photoluminescence optical transitions nanomaterials 
激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0316001
作者单位
摘要
中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
抚顺煤精属于褐煤变种, 煤化程度低, 其主要构成部分是植物体的有机残体, 其显微组分主要包括凝胶体、 团块腐植体、 木质结构体、 树脂体和纤维素。 东坑料、 腰坑料和西坑料煤精品质依次降低, 其密度却依次增大, 分别为1.193、 1.196和1.289 g·cm-3, 而包含的树脂体含量依次减少, 占比分别为30%、 25%和10%。 在荧光显微镜下观察抚顺煤精, 结果发现抚顺煤精中可以产生荧光的组分有树脂体和木质结构体, 其中树脂体存在两种不同的类型, 分别是α-树脂体和β-树脂体, 而木质结构体的含量较少。 α-树脂体形状多呈纺锤形, 表面不平整, 轮廓不平滑; β-树脂体表面均一, 形状多呈圆形、 椭圆形或纺锤形, 轮廓较为清晰。 总体而言, α-树脂体的含量要低于β-树脂体, 且尺寸更小, 其荧光强度明显高于β-树脂体。 东坑料煤精的α-树脂体含量约10%, β-树脂体的含量约20%; 腰坑料煤精的α-树脂体含量约5%, β-树脂体的含量约20%; 西坑料煤精的α-树脂体含量约3%, β-树脂体的含量约7%。 对抚顺煤精中两种不同类型的树脂体进行光致发光光谱测试, 结果发现: α-树脂体和β-树脂体的光致发光光谱的谱峰均呈多峰, 且谱峰位置较为相近, 分别在411~412、 524~528、 551~553、 583、 600和625 nm处, 仅在强度上体现了较大的差别。 α-树脂体的λmax在525 nm附近, FWHM约120 nm, Q值的范围在0.459~0.899, 氧化程度相对较低; β-树脂体的λmax在553 nm附近, FWHM约180 nm, Q值的范围在0.919~1.30, 氧化程度相对较高。 与抚顺琥珀的荧光谱图进行对比, 抚顺琥珀的最大荧光波长λmax在434 nm附近, 比煤精中两种树脂体的λmax都要小, 而与树脂体在432 nm处的弱荧光峰位置较为接近。 实验表明抚顺煤精中树脂体的氧化程度高于琥珀, 因此在形成顺序上, 煤精先于琥珀。
煤精 树脂体 荧光 光致发光光谱 Jet Resinite Fluorescence Photoluminescence spectrum 
光谱学与光谱分析
2023, 43(10): 3180
作者单位
摘要
1 浙江方圆检测集团股份有限公司, 浙江 杭州 310013
2 浙江科技学院信息与电子工程学院, 浙江 杭州 310023
应用紫外-可见(UV-Vis)漫反射、 拉曼(Raman)与光致发光(PL)光谱就当前市售的大小各异、 金色饱和度深浅不一的珍珠其致色属性予以对比分析。 结果表明: 基于珍珠UV-Vis漫反射光谱特征的差异将金黄色珍珠初分为两种类型: Ⅰ型珍珠其谱图在(360±5) nm处存在吸收带、 在(420±10) nm处存在较弱的吸收峰或肩, 该类珍珠为当前珍珠销售市场较为常见的自身致色珍珠; 除Ⅰ型珍珠外, 将其他金黄色系珍珠归属为Ⅱ型, 其对应的UV-Vis反射光谱主吸收峰可位于340~430 nm区间, 部分Ⅱ型样品在280~600 nm无明显吸收或仅存在较弱的吸收肩。 进一步就Ⅱ型珍珠予以Raman光谱检测, 在激发强度较低时经处理的Ⅱ型黄色珍珠在150~1 000 cm-1区间可产生较强的荧光峰, 且荧光峰的强度明显高于文石约1 086 cm-1处的特征峰。 同时, 上述经处理的Ⅱ型珍珠对应的PL光谱同样表明在500~600 nm区间的荧光强度显著增大。 此外, 部分经处理的珍珠其Raman 或PL光谱中可见与珍珠组成成分无关的特征峰位。 上述珍珠的Raman与PL光谱中出现的异常荧光与外来特征峰可作为珍珠经处理的佐证依据。 课题工作为当前金黄色珍珠颜色的形成属性及仿珍珠的鉴定提供理论与技术支撑, 同时对于Raman光谱在其他类宝玉石、 特别是有机宝石的检测鉴定中具有重要的借鉴意义。
黄色珍珠 天然色 处理色 紫外-可见漫反射光谱 拉曼光谱 光致发光光谱 Yellow pearl Natural-color Treated-color UV-Vis diffuse reflectance spectrum Raman spectroscopy Photoluminescence spectroscopy 
光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1703
作者单位
摘要
1 山东省计量科学研究院, 国家黄金钻石制品质量检验检测中心/山东省计量检测重点实验室, 山东 济南 250014
2 齐鲁工业大学(山东省科学院), 山东 济南 250353
该研究团队在近期日常检测中发现一粒疑似合成钻石的天然钻石。 该样品的质量为0.029 5 g(0.14 ct), 尺寸为3.32 mm×3.33 mm×2.08 mm, 颜色级别为H, 净度级别SI1, 在正交偏光镜下具有异常消光现象。 该样品在短波紫外灯下具有强的绿黄色荧光, 并伴有强烈的绿黄色磷光现象, 磷光持续时间50 s以上; 傅里叶变换红外光谱仪测试确认该样品为Ⅱa型, 在1 400~400 cm-1无明显吸收峰, 在1 970~2 500 cm-1处具有由C—C晶格振动所引起的吸收峰; 紫外可见光谱仪测试未检测到415 nm吸收峰, 显示270 nm吸收峰。 上述特征疑似HPHT合成钻石。 为确认该样品的成因, 又对其做了部分光谱测试, 采用De Beers 研制的Diamond-viewTM测试样品的发光图像, 该样品的发光图像呈蜥蜴皮状、 蜂窝状; 采用常温光致发光光谱仪测试, 选用405 nm光源激发时, 可见415、 428和450 nm特征峰; 选用365 nm光源激发时, 可见415、 428和450 nm特征峰以及氮空位中心(N-V)0引起的575 nm特征峰, 未见氮空位中心(N-V)-引起的637 nm特征峰; 采用低温液氮光致发光光谱测试, 选用488和514 nm激发光源, 可见由氮空位中心(N-V)0和(N-V)-引起的575和637nm特征峰, 并且575 nm峰强度远大于637 nm峰强度。 总结对比当前最新的研究成果: 415 nm特征峰是天然无色钻石的重要特征峰; CVD合成钻石具有737 nm光致发光特征峰; HPHT合成钻石具有882和883 nm光致发光特征峰; 经HPHT处理钻石具有575和637 nm光致发光特征峰, 且637 nm发光峰强度远大于575 nm强度。 通过对比天然、 合成和处理钻石Diamond-viewTM测试的发光图像特征, 测试样品的发光图像符合天然钻石的特征。 综合以上研究, 最终确认该样品为天然Ⅱa型钻石。 该样品研究表明, 钻石鉴定需从常规宝石学特征入手, 注重红外吸收光谱、 紫外-可见光谱的测试, 特别关注Diamond-viewTM荧光成像、 光致发光光谱分析方法的使用, 综合判断才能获得准确结论。
天然钻石 Ⅱa型 荧光 磷光 光致发光 Natural diamond Type Ⅱa Fluorescence Photoluminescence Phosphorescence 
光谱学与光谱分析
2023, 43(6): 1690
麦俊贤 1,2,3樊婷 1,2,3吕健滔 4,5梁杰 1,2,3邓婷婷 4,5
作者单位
摘要
1 佛山科学技术学院材料科学与氢能学院, 广东 佛山 528000
2 广东省氢能技术重点实验室, 广东 佛山 528000
3 佛山市无机微纳米发光材料工程技术研究中心, 广东 佛山 528000
4 佛山科学技术学院物理与光电工程学院, 广东 佛山 528225
5 粤港澳智能微纳光电技术联合实验室, 广东 佛山 528225
传统的商用白光LED由于缺乏红光成分, 造成显色指数较低。为了提升白光LED的显色性能, 可以在荧光粉中加入Sm3+, 以提升橙红光的发射能力。采用传统的高温固相法制备了Ca2YNbO6:Sm3+新型双钙钛矿氧化物荧光粉, 并详细研究了荧光粉末的晶体结构、元素组成、发射光谱、激发光谱、热稳定性和荧光寿命等性质。研究表明, 该荧光粉为纯相化合物, 粒径约5 μm。在408 nm的激发下, Sm3+在650 nm附近有强烈的红光发射。数据拟合表明, 荧光粉的发光属于Sm3+的电偶极子-偶极子相互作用过程。高温测试表明, 该氧化物荧光粉具有较高的热稳定性。将商用蓝粉、绿粉与Ca2Y0.96NbO6:0.04Sm3+粉体混合, 并利用365 nm的InGaN芯片激发, 可制备出色坐标为(0.344, 0.350), 色温为4 989 K, 显色指数为81的暖白光LED。
稀土掺杂材料 光致发光 荧光粉 红光发射 白光LED rare-earth-doped materials photoluminescence phosphors red emission white LED 
光学与光电技术
2023, 21(5): 117
作者单位
摘要
1 1.上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200444
2 2.中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 绵阳 621050
3 3.桂林电子科技大学 广西电子信息材料构效关系重点实验室, 桂林 541004
随着我国核辐射技术的进步, 辐射探测在近些年也得到了高速发展, 并被广泛应用于辐射安全监测、放射性医学诊疗、X射线安监系统、工业无损探伤以及微观粒子轨迹探测等诸多领域。辐射光致发光(Radio- photoluminescence, RPL)是一种在电离辐射作用下, 材料内部产生新的发光中心, 并被紫外光激发进而发光的现象, 可作为一种新型辐射探测手段。RPL材料通常具有存储辐射信息、信息几乎不衰减、剂量线性响应好、均匀稳定的高辐射灵敏度、能量依赖性小和可重复读数等特点, 弥补了光释光(Optically stimulated luminescence, OSL)和热释光(Thermally stimulated luminescence, TSL)材料在存储稳定性和重复使用性等方面的不足。自RPL现象被报道以来, RPL材料层出不穷, 如传统的Ag掺杂磷酸盐玻璃、Al2O3:C,Mg和LiF, 再到新型的Cu离子掺杂体系、Sm离子掺杂体系以及无掺杂体系材料等。同时, RPL应用也被不断发掘, 目前它已成为辐射探测领域不可或缺的材料之一。基于此, 本文概述了RPL材料的最新进展, 重点梳理了传统和新型RPL材料的发光原理、性能特点及其应用, 特别对比了不同RPL材料在辐射探测性能方面的差异。最后, 本文对RPL材料的优势及其不足之处进行了归纳分析, 并对其发展趋势进行了展望。
辐射光致发光 辐射探测 剂量监测 Ag掺杂磷酸盐玻璃 X射线成像 radio-photoluminescence radiation detection dose detection Ag-doped phosphate glass X-ray imaging 
无机材料学报
2023, 38(7): 731
作者单位
摘要
黑龙江大学 电子工程学院,哈尔滨 150080
采用稳态光致发光(PL)光谱技术,结合光谱学分析方法,对CH3NH3PbBr3(MAPbBr3)晶体粉末的功率密度和温度相关的光物理特性进行了研究。在405 nm连续激光激发下,PL发射峰位在560 nm,半高全宽为123 meV。光谱实验结果表明,通过对功率密度与PL强度进行拟合,其斜率为1.10,这很好地证明了单光子吸收的存在。在80~310 K温度范围内,MAPbBr3晶体粉末的荧光峰位表现出不同的温度依赖行为。随着温度的升高,激子-声子相互作用的增强,峰宽均匀展宽,积分强度逐渐减小。PL发射峰位在80~145 K出现蓝移。在150 K附近PL发射峰出现跳跃,而当温度超过150 K时,光谱的峰位几乎保持不变。这些温度相关的PL行为主要是由于在150 K左右发生了从正交相到四方相的结构相变。此外,从温度相关的PL实验数据拟合得到激子结合能约为49.8 meV和纵向光学声子能量约为60.4 meV。
钙钛矿 MAPbBr3 晶体粉末 温度依赖 光致发光 perovskite MAPbBr3 crystalline powder temperature-dependence photoluminescence 
强激光与粒子束
2023, 35(11): 119001
杨自力 1王嫚 2余灯广 1,*朱亮清 3[ ... ]陈熙仁 2,**
作者单位
摘要
1 上海理工大学 材料与化学学院,上海 200093
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海 200083
3 华东师范大学 物理与电子科学学院,上海 200241
稀Bi半导体InPBi的光致发光(Photoluminescence,PL)主要来自缺陷能级跃迁过程,具有红外长波长、大线宽和高辐射强度等特点,因而引发广泛兴趣。针对InPBi的红外发光效率问题,本文研究了不同Bi组分InPBi的激发功率依赖红外PL光谱演化规律。实验发现,随着Bi组分增大,PL线型发生显著变化,导致发光波长总体红移;同时激发功率依赖的PL积分强度演化分析表明,发光效率随Bi组分先增大然后下降,在0.5%组分时发光效率达到峰值。发光效率增大一方面归因于Bi捕获空穴降低非辐射复合,另一方面来自Bi的表面活性剂效应;而高Bi组分引入过多缺陷从而抑制了Bi的优势,导致发光效率下降。这些结果或有助于理解InPBi的红外发射性能,表明InPBi具有红外光电子应用前景。
变激发功率 InPBi 光致发光效率 excitation power dependence InPBi photoluminescence efficiency 
红外与毫米波学报
2023, 42(6): 730
邓建阳 1贺龙飞 2,*武智波 1李睿 1[ ... ]冀子武 1,**
作者单位
摘要
1 山东大学 微电子学院,新一代半导体材料研究院,山东 济南 250100
2 广 东省科学院 半导体研究所,广东 广州 510650
3 山东浪潮华光光电子股份有限公司,山东 潍坊 261061
利用磁控溅射和金属有机化学气相沉积方法在c面蓝宝石衬底上生长了深紫外Al0.38Ga0.62N/Al0.55Ga0.45N多量子阱结构,并对其荧光(PL)谱进行了测量。其PL谱的激发密度依赖性测量结果表明,该量子阱的辐射过程包含了局域载流子的散射、极化场的屏蔽和局域态的填充效应;其PL谱的温度依赖性测量结果则表明,该量子阱的辐射过程包含了局域载流子的弛豫、局域载流子的热激发和自由载流子的常规热化效应。这个现象(即多种辐射复合过程的存在)在低温和弱激发测试条件下尤为显著,并且表现出该量子阱结构具有显著的局域深度非均一性和载流子的局域效果,是浅局域载流子的散射效应和深局域态的载流子填充效应共同作用所致。在较低的温度范围内,随着温度升高,该量子阱的辐射过程是由浅局域载流子的弛豫效应和深局域载流子的热激发效应共同作用的结果。这些行为被归因于阱宽起伏所诱发的局域深度的非均一性和载流子的局域效果。
深紫外LED AlGaN多量子阱 光致发光 载流子局域效应 deep-ultraviolet LED AlGaN multiple quantum well photoluminescence carrier localization effect 
发光学报
2023, 44(11): 1974
作者单位
摘要
1 长春师范大学 物理学院,吉林 长春 130032
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室,吉林 长春 130033
采用高温固相法制备了颜色可调的Sr6Lu2-2xAl4O15xTb3+荧光粉,并研究了其晶体结构、发光特性和浓度猝灭机理。研究了Tb3+浓度对样品发光性质的影响。在紫外光激发下,当x=0.01时,Tb3+5D3?7F6跃迁强度最强,峰值位于381 nm;当x=0.15时,Tb3+5D4?7F5跃迁强度最强,峰值位于545 nm。随着Tb3+掺杂浓度的升高,样品的发光颜色从蓝光变为黄绿光。分析了Sr6Lu2-2xAl4O15xTb3+荧光粉的浓度猝灭机理。测量了荧光粉的荧光寿命、热稳定性、量子效率。结果表明,Sr6Lu2-2xAl4O15xTb3+是一种新型的发光颜色可调的荧光粉。
荧光粉 光致发光 颜色可调 Tb3+掺杂 phosphors photoluminescence color-tunable Tb3+ doped 
发光学报
2023, 44(11): 1940

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