最新刊期
      2020年第41卷第12期

        特邀综述

      • 垂直腔面发射激光器研究进展

        张继业, 李雪, 张建伟, 宁永强, 王立军
        2020, 41(12): 1443-1459. DOI: 10.37188/CJL.20200339
        摘要：垂直腔面发射激光器（Vertical-cavity surface-emitting laser，VCSEL）是40多年前被发明的，具有很多独特的优势，例如尺寸小、功耗低、效率高、寿命长、圆形光束以及二维面阵集成等。近年来，VCSEL市场发展迅速，在5G通信、光信息存储、3D传感、激光雷达、材料加工以及激光显示等领域被广泛应用。针对不同的应用需求，VCSEL的功率、速率、能效、高温性能以及波长的多样性等性能都有了长足的进步。本文首先介绍了VCSEL的研究历程和优点特性；综述了VCSEL在高功率、高速、高温下工作等方面的研究进展和应用现状；最后对VCSEL的最新应用做了介绍，展望了VCSEL的市场。  
        关键词：垂直腔面发射激光器;高功率;高速;高温   
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        更新时间：2020-12-10

      • 稀土发光材料在近红外二区成像中的应用

        张松涛, 王樱蕙, 张洪杰
        2020, 41(12): 1460-1478. DOI: 10.37188/CJL.20200340
        摘要：与可见光和近红外一区光相比，生物组织对近红外二区光具有更低的散射和自体荧光，因此，近红外二区荧光成像技术可以实现高灵敏度、高分辨率和高信噪比的成像，在肿瘤诊断、小分子体内检测、生物传感和免疫分析等领域展示出了广泛的应用前景。在众多的近红外二区荧光纳米材料中，稀土发光纳米材料因具有化学稳定性和光稳定性好、发射带窄、发光颜色和寿命可调等优点受到研究人员的关注。基于此，本文以稀土发光纳米材料的发光机理和设计合成为出发点，系统地综述了这类纳米材料在近红外二区荧光成像方面的最新研究进展，并对其亟需解决的问题及未来的发展趋势进行了展望。  
        关键词：稀土发光纳米材料;荧光探针;近红外二区;荧光成像   
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        更新时间：2020-12-10

      • 铅卤钙钛矿微纳结构的受激辐射研究

        黄铃, 董浩, 贾凤艳, 孙聆东, 严纯华
        2020, 41(12): 1479-1489. DOI: 10.37188/CJL.20200353
        摘要：铅卤钙钛矿结构具有吸光系数大、发光量子产率高、带隙可调及发射峰窄的特点，在太阳能电池、发光二极管及受激辐射等领域的研究备受关注。本文介绍了铅卤钙钛矿作为增益介质的受激辐射研究进展，对已报道的纳米晶、微米晶及薄膜的受激辐射性能进行了比较，讨论了晶体维度、泵浦条件等对受激辐射的阈值、模式的影响。针对激光器件小型化以及芯片光互联、超灵敏检测等发展趋势和需求，对该领域的机遇与挑战进行了展望。  
        关键词：铅卤钙钛矿;受激辐射;微纳结构;激光阈值   
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        更新时间：2020-12-10

      • 高分子长余辉发光材料研究进展

        孙静, 马会利, 安众福, 黄维
        2020, 41(12): 1490-1503. DOI: 10.37188/CJL.20200317
        摘要：高分子长余辉发光材料具有无定态结构、可加工性能好、发光寿命长、成本低廉等优点，对拓展纯有机长余辉发光材料的应用具有重要意义。为了实现高分子发光材料的长余辉发射，当前主要是利用杂原子或者重原子的自旋轨道耦合作用，提高单/三线态激子间的系间窜越能力；高分子基质中的氢键、卤键、离子键等分子内和分子间相互作用为磷光基团提供刚性环境，抑制其三线态激子的非辐射跃迁和猝灭。基于此，本文综述了近年来高分子长余辉发光材料的研究进展，以及在未来发展过程中面临的机遇与挑战。  
        关键词：高分子材料;长余辉发光;无定形态;室温磷光   
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        更新时间：2020-12-10

        特邀报告

      • YAG：Ce3+在激光照明应用中的研究进展

        胡盼, 丁慧, 刘永福, 孙鹏, 刘泽华, 罗朝华, 黄政仁, 江浩川, 蒋俊
        2020, 41(12): 1504-1528. DOI: 10.37188/CJL.20200249
        摘要：基于激光二极管（Laser diode，LD）的照明和显示技术代表了半导体行业未来的重要发展方向之一，荧光转换材料是决定激光照明的能量效率和显示产品色彩品质的核心部件。黄色荧光转换材料Y3Al5O12:Ce3+（YAG:Ce3+）适合蓝光LD激发、效率高、易于获得白光，仍然是目前最为广泛的研究对象。传统荧光粉加有机硅胶的封装模式热导率低，LD激发下存在烧蚀、发黑、失效等问题。LD高功率激发密度的特点引发了荧光材料封装技术革命性变革。为此，多形态、高热导率的远程荧光体应运而生。本综述主要对基于YAG:Ce3+荧光玻璃、荧光薄膜、荧光晶体、荧光陶瓷等不同形态材料的制备方法及其在LD照明应用中的性能研究进行了总结，对荧光转换材料和LD照明的发展进行了展望。  
        关键词：YAG：Ce3+;荧光陶瓷;荧光玻璃;荧光薄膜;激光照明   
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        更新时间：2020-12-10
      • 岳相铭, 林航, 林世盛, 程遥, 徐桔, 王元生
        2020, 41(12): 1529-1537. DOI: 10.37188/CJL.20200232
        摘要：面向市场对高功率照明的强烈需求，兼具优良光学和热/化学稳定性的全无机荧光玻璃陶瓷正蓬勃发展。本文基于低温共烧技术制备了一种镶嵌La3Si6N11:Ce3+（LSN:Ce）荧光粉的硅基氮化物玻璃陶瓷荧光转换材料。研究表明，共烧时玻璃组分对LSN:Ce荧光粉侵蚀作用较小，荧光粉结构未受明显破坏，因而其荧光特性基本得以保持——量子效率为79%，150℃下荧光积分强度仅下降~14%。构建的高功率白光LED光源在350 mA电流驱动下，光效为54.8 lm/W，色温为5 712 K，显指为70.1，色坐标为（0.328 0，0.369 0）。构建的激光照明光源在0.8 W蓝光激光激发下，光通量为118.48 lm，色温为7 427 K，显指为56.2，色坐标为（0.298 2，0.322 6）。我们推断，在高功率蓝光激光激发时，LSN:Ce荧光玻璃陶瓷中发生了热饱和与光饱和现象。经进一步的材料组分、制备工艺以及器件结构优化，LSN:Ce荧光玻璃陶瓷可望应用于高功率照明领域，如汽车大灯和探照灯等。  
        关键词：玻璃陶瓷;白光;发光二极管;激光照明   
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        更新时间：2020-12-10

      • 钆铝石榴石(GdAG)基发光材料研究进展

        薛秉国, 吕清洋, 王婷婷, 刘丽娜, 王世立, 朱海澄, 刘绍宏, 孙旭东
        2020, 41(12): 1538-1553. DOI: 10.37188/CJL.20200237
        摘要：钆铝石榴石（Gd3Al5O12，GdAG）是性能优异的发光基质材料，但其在高温煅烧时易发生分解，导致得到纯相GdAG基发光材料比较困难。近年来，研究证实通过小半径Ln3+（Ln=Y，Lu，Tb）取代部分Gd3+，或通过离子半径更大的M3+来取代Al的位置扩大十二面体间隙，可以稳定GdAG晶格，得到纯相GdAG基发光材料。本文综述了GdAG基发光材料在晶格稳定化、下转换发光、上转换发光等方面的研究进展，并探讨了GdAG基单晶、薄膜和陶瓷的制备、性能及其在射线探测和医学成像等领域的应用前景。  
        关键词：钆铝石榴石;荧光粉;闪烁体;单晶;陶瓷   
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        更新时间：2020-12-10

      • 缺陷态对LED用荧光材料热稳定性的影响

        王超, 王荣彬, 章皓, 刘志超, 杨秀霞, 吕鸿宇, 蔡忆雨, 余雪, 邱建备, 徐旭辉
        2020, 41(12): 1554-1566. DOI: 10.37188/CJL.20200254
        摘要：稀土或过渡金属离子掺杂荧光材料因其环保、易于制备、高效率、低成本、长发光寿命、全光谱、高亮度等性能在多重防伪、光学信息存储、温度传感等众多领域具有广泛的应用，特别是在LED照明领域。然而，荧光材料热稳定性差是阻碍其快速发展的核心问题。近年来，关于在热扰动作用下，缺陷态对载流子的俘获及释放过程，作为抑制LED用荧光材料热猝灭效应的有效途径被广泛研究。本文主要概述了LED用荧光材料中缺陷态对其热稳定性影响的研究现状，以及缺陷态作为陷阱中心对载流子的俘获、释放及其抑制LED用荧光材料热猝灭效应的机理，并对当前研究中存在的问题进行了总结和展望。  
        关键词：LED用荧光材料;缺陷态;热稳定性   
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        更新时间：2020-12-10

      • 余辉碳点材料的合成、发光机理和应用

        徐佳辉, 董晨, 丁海贞, 毕红
        2020, 41(12): 1567-1578. DOI: 10.37188/CJL.20200318
        摘要：近年来，碳点(Carbon dots，CDs)材料的余辉现象引起了人们强烈的兴趣。与传统的有机化合物或无机化合物余辉材料相比，余辉CDs不仅保留了碳材料良好的生物相容性和低毒性的特点，而且还具有发光颜色可调、易制备、性能稳定且不含贵金属等优点，因此在信息加密、生物成像和离子检测等领域具有广阔的应用前景。本文首先从受限体系和本征发射体系这两方面，总结了近年来余辉CDs的合成方法，并对CDs的余辉发射机理进行了简要介绍；然后详细阐述了余辉CDs在防伪、信息加密、传感和生物成像等领域的应用情况；最后，对如何进一步优化CDs的合成策略及如何研发出具有更大实用价值的余辉CDs材料进行了一些思考。  
        关键词：碳点;余辉;合成;机理;应用;室温磷光   
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        更新时间：2020-12-10

      • 红光碳点:发光机理、调控及应用探究

        王欢, 徐晶, 黄昱清, 周鸿磊, 方学林, 李慧珺, 王现英, 杨俊和
        2020, 41(12): 1579-1597. DOI: 10.37188/CJL.20200276
        摘要：红色荧光碳点(简称红光碳点，R-CDs)具有成像对比度好、空间分辨率高等优势，受到了研究者们的广泛关注。但目前报道的红光碳点往往存在荧光量子效率低、FWHM较宽且需要蓝绿光激发的缺陷，达不到实际应用需求。因此，进一步明确红光碳点发光机制、实现高荧光量子产率(PL QY)激发非依赖红光具有十分重要的意义。本文首先阐述了量子限域效应、表面状态、聚集效应等因素对碳点红光发射性质的作用机制；其次分析了红光碳点制备过程中前驱体、溶剂类型等的调控机制，并简要介绍了红光碳点在发光二极管及生物成像中的应用现状；最后，针对红光碳点的制备方法、性能调控及发展方向进行了展望。  
        关键词：红色荧光;碳点;荧光机理;制备手段   
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        更新时间：2020-12-10
      • 张彩霞, 张湘鹏, 张家豪, 王恺
        2020, 41(12): 1598-1613. DOI: 10.37188/CJL.20200314
        摘要：非富勒烯受体(NFA)材料是现阶段非常受欢迎的有机光电材料之一。基于非富勒烯受体的有机体异质结(BHJ)太阳能电池发展迅速，其单结能量转换效率(PCE)现已达到18%。有机半导体中单线态与三线态在磁场作用下的相互转换会影响其电子-空穴的解离与复合，从而对光伏性能有一定的影响。此外，三线态激子寿命和扩散距离较长，三线态-电荷反应的几率较大，增加光电流，使得三线态材料对于光伏性能的提高具有一定的作用。因此，本文主要从以下几个方面对非富勒烯有机太阳能电池进行叙述，首先讨论了有机太阳能电池中电荷分离、重组及能量损失对开路电压的影响；其次总结了有机太阳能电池磁场下自旋依赖的光物理过程及三线态材料在有机太阳能电池中的应用，了解二者对提高光伏性能的影响；最后对有机光伏性能的进一步提高以及有机半导体磁场下的自旋问题进行了展望。  
        关键词：非富勒烯有机太阳能电池;电荷分离与重组;能量损失;磁场效应;三线态受体材料   
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        更新时间：2020-12-10

      • 长余辉纳米诊疗剂的设计策略与应用研究进展

        康茹, 张绍安, 练惠旺, 陈星中, 李杨
        2020, 41(12): 1614-1626. DOI: 10.37188/CJL.20200275
        摘要：长余辉纳米材料具有激发/发射分离、成像分辨率高、大面积成像与操作模式便捷等优点，在高灵敏度生物医学光学诊断领域引起了广泛关注。然而，随着诊疗一体化需求的增加，现有长余辉纳米材料功能的单一性阻碍了其在微型化、集成化诊疗上的快速发展。基于此，本综述针对生物医学诊疗集成一体化的长余辉纳米诊疗剂开发，展示了相应的设计策略和合成方法，并指出了长余辉纳米诊疗剂的研究前景、机遇及未来的发展方向。  
        关键词：长余辉;纳米诊疗剂;生物成像;药物治疗   
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        更新时间：2020-12-10

      • 发光硫纳米点的合成、光学性质与应用研究进展

        马金珠, 张淼, 史玉娥, 杨大清, 李伟, 王振光
        2020, 41(12): 1627-1637. DOI: 10.37188/CJL.20200316
        摘要：硫纳米点(Sulfur nanodots，简称S-dots)具有无毒、原料来源丰富、易于溶液加工等优点，是一种新兴发光纳米材料。与广泛研究的Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点、钙钛矿量子点以及碳点相比，S-dots的合成、光学性质及其应用研究尚处于初级阶段，详细总结S-dots研究的相关进展将极大地推动该材料的基础研究与应用发展。本文综述了S-dots的合成、光学性质表征及其在分析传感、生物成像以及光电器件等领域的应用研究进展，并对S-dots发展方向与前景进行了展望，希望能为该领域研究人员提供参考。  
        关键词：硫纳米点;湿法合成;荧光;分析传感;光电器件   
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        更新时间：2020-12-10
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