最新刊期
      2021年第42卷第4期

        封面文章

      • 基于应力发光材料的肢体运动压力可视化测量

        毛少辉, 陈冰, 郑元钿, 李旭, 黄泽锋, 傅愉, 雷耀虎, 王春枫, 曲思岑, 彭登峰
        2021, 42(4): 397-403. DOI: 10.37188/CJL.20210031
        摘要：应力发光是机械外力作用于应力发光材料时的发光现象。应力发光材料，尤其是弹性应力发光材料在应力可视化传感领域有着重要的应用前景。基于弹性应力发光材料的发光强度与应力大小的线性特征规律，该材料可以用来制成检测应力强度以及位置的应力分布传感器，实现动态应力的非破坏性检测和应力可视化。人体肢体的动态压力分布能反映出肢体的结构、体姿势的受力和运动状态，甚至是人体健康状态等信息。通过对肢体压力的测试和分析，可获取人体在各体态和运动下的生理和机能参数，这对临床医学诊断、生物力学及体育运动均有重要意义。本文首先利用固相法制备具有绿光发射的SrAl2O4∶Eu2+(SAO-E)应力发光材料，进而利用SAO-E和硅橡胶(Ecoflex复合)制成的柔性应力发光薄膜来采集肢体(足/手/拳)压力图像，不仅达到了肢体压力大小可视化的目的，而且还能够分析不同位置压力大小的分布情况。与传统的测量方式相比，基于应力发光材料的运动肢体压力测量方法直接可视化，不仅提升了辨识度，还可以得到压力细节特征，同时也为运动健康监测提供了一种新的思路。  
        关键词：应力发光;发光;压力监测;SrAl2O4   
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        更新时间：2021-04-23

        特邀综述

      • 无机可再生应力发光材料研究进展

        唐艺倩, 雷键雄, 张晓明, 王姗姗, 史晓凤, 张君诚
        2021, 42(4): 404-418. DOI: 10.37188/CJL.20200398
        摘要：应力发光是某些材料受到机械刺激时产生的发光现象。许多固体材料在压裂过程中会产生应力发光，但这种破坏性发光限制了材料的实际应用。可再生应力发光的发现为应力发光材料创造了解决现实问题的机会，其在结构健康诊断、力驱动的新型光源和显示器件以及生物力学应力传感器等领域展现出广泛的应用前景。本文对近二十年来无机可再生应力发光材料的研究进展进行了梳理和总结，主要介绍无机可再生应力发光材料的分类、表征、机理和应用四个方面，并讨论了未来研究中所面临的机遇和挑战，以期对该类材料的研发及应用提供有意义的启示。  
        关键词：应力;传感器;应力发光;应力分布;应力成像   
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        更新时间：2021-04-23

      • 量子点、钙钛矿色转换全彩显示应用研究进展

        尹勇明, 孟鸿
        2021, 42(4): 419-447. DOI: 10.37188/CJL.20200391
        摘要：量子点具有色纯度高、发光颜色可调和荧光量子产率高等诸多优良的光电特性，已成为一类非常重要的发光材料，在显示及照明领域都受到了广泛的关注。目前，量子点材料的显示应用主要是基于其光致发光特性，或者说色转换特性，用于提升液晶面板的显示色域、或者与蓝光主动发光器件搭配实现全彩显示。本文首先综述常规量子点(CdSe、InP)在液晶显示方面的应用研究进展，详细阐述了量子点集成到液晶显示器面板中所需要考量的面板架构、光学特性、可靠性、制程工艺等一些关键问题;然后，进一步对量子点色转换主动发光显示应用进行了分析，就如何获得高效色转换、量子点材料图案化以及搭配蓝光发光器件的光学集成问题进行重点关注;最后，针对当前受到广泛关注的钙钛矿材料，就其色转换全彩显示应用研究进展进行了分析。  
        关键词：量子点;钙钛矿;色转换;光致发光;全彩显示   
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        更新时间：2021-04-23

        材料合成及性能

      • InGaAs/GaAsP应变补偿多量子阱MOCVD生长

        王旭, 王海珠, 张彬, 王曲惠, 范杰, 邹永刚, 马晓辉
        2021, 42(4): 448-454. DOI: 10.37188/CJL.20200379
        摘要：利用金属有机化学气相沉积技术在GaAs衬底上开展了大失配InGaAs多量子阱的外延生长研究。针对InGaAs与GaAs之间较大晶格失配的问题，设计了GaAsP应变补偿层结构;通过理论模拟与实验相结合的方式，调控了GaAsP材料体系中的P组分，设计了P组分分别为0,0.128,0.184,0.257的三周期InxGa1-xAs/GaAs1-yPy多量子阱结构;通过PL、XRD、AFM测试对比发现，高势垒GaAsP材料的张应变补偿可以改善晶体质量。综合比较，在P组分为0.184时，PL波长1 043.6 nm，半峰宽29.9 nm,XRD有多级卫星峰且半峰宽较小，AFM粗糙度为0.130 nm，表面形貌显示为台阶流生长模式。  
        关键词：金属有机化学气相沉积;InGaAs/GaAsP;应变补偿;多量子阱;晶格失配   
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        更新时间：2021-04-23

      • 红色荧光粉Sr3LiSbO6∶Eu3+制备及其发光性质

        彭晓, 阳维维, 凌东雄, 吕伟
        2021, 42(4): 455-461. DOI: 10.37188/CJL.20200371
        摘要：采用高温固相法制备了Sr3LiSbO6∶Eu3+(SLSO∶Eu3+)红色荧光粉。系统研究了Eu3+ 浓度对发光强度的影响，并对样品进行了XRD、荧光光谱(PL)、荧光寿命、热稳定性和色坐标分析。结果表明，制备的荧光粉Sr3LiSbO6∶Eu3+可被紫外光激发，并在612 nm处表现出较强的红光发射带。研究了样品的浓度猝灭效应，样品的最佳掺杂浓度为0.04%，猝灭主要是因为偶极-偶极相互作用引起的。此外，还探讨了样品的热稳定性，在423 K时的发光强度为室温下的43.1%。最后对样品的荧光寿命和CIE进行了测试。以上结果表明制备的荧光粉Sr3LiSbO6∶Eu3+是一种新型LED红色荧光材料。  
        关键词：Sr3LiSbO6;Eu3+掺杂;荧光粉;白光LED   
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        更新时间：2021-04-23

      • 一种线粒体靶向香豆素基pH荧光探针合成及性能

        陈俊, 冯燕, 孟祥明
        2021, 42(4): 462-469. DOI: 10.37188/CJL.20200363
        摘要：线粒体作为一种重要的细胞器，其功能包括能量供应、信号传导、细胞分化以及控制细胞生理周期和细胞生长等。线粒体的任何损伤及随后的功能障碍都可能导致一系列人类疾病。其中线粒体pH直接影响着其生化过程，正常的pH水平是线粒体功能正常运作的基础。本文以7-羟基香豆素为原料，合成了一种对线粒体特异性标记的pH荧光探针(CMPH)。并对该探针的光学性质、细胞毒性和线粒体靶向能力进行了研究。结果表明，探针CMPH具有较大的斯托克斯位移，能对pH特异性荧光响应。pH在6.58.2范围内时，探针的荧光强度和pH值具有良好的线性关系。细胞毒性测试表明探针CMPH细胞毒性低。共聚焦荧光成像结果证明，该探针能有效靶向线粒体并能监测线粒体pH的变化。我们的目的是为线粒体pH变化的监测提供一种新的成像工具。  
        关键词：荧光探针;香豆素;pH;线粒体   
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        更新时间：2021-04-23

      • Sr3(BN2)2荧光粉的合成与发光性能

        马一智, 李响, 胡大海, 王新然, 王凤翔, 朝克夫, 哈斯朝鲁
        2021, 42(4): 470-477. DOI: 10.37188/CJL.20200361
        摘要：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。  
        关键词：Sr3(BN2)2;缺陷发光材料;长余辉;发光机理   
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        更新时间：2021-04-23

      • 用于白光LED的GGAG∶Ce复合荧光膜制备和性能

        张伟杰, 魏钦华, 唐高, 陈振华, 秦来顺
        2021, 42(4): 478-485. DOI: 10.37188/CJL.20200358
        摘要：白光LED由于发光效率高、寿命长以及节能环保等优点，已逐渐成为照明行业的主流产品。通常照明用白光LED要求高显色指数和低色温。本文采用Gd3(Al,Ga)5O12∶Ce (GGAG∶Ce)作为发光粉体、硅胶作为基质材料成功制备了可用于封装白光LED的具有一定透明度的GGAG∶Ce柔性复合荧光膜。 通过X射线衍射(XRD)、荧光光谱、扫描电子显微镜(SEM)、变温荧光光谱等手段分析了复合荧光膜的物相、形貌及发光性能。结果表明，该柔性复合荧光膜的主晶相为GGAG∶Ce晶相，荧光膜表面平整度较好、柔性较好。GGAG∶Ce复合荧光膜的主激发峰和发射峰分别位于450 nm和540 nm左右，属于Ce3+的5d→4f电子跃迁发光，衰减时间约为40 ns左右。荧光性能表明，复合荧光膜的最佳复合浓度为20%左右，其显色指数达到85.1，色温为6 295 K。变温荧光光谱表明，复合荧光膜具有较好的热稳定性，在白光LED中具有潜在的应用前景。  
        关键词：GGAG∶Ce;复合荧光膜;白光LED;显色指数   
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        更新时间：2021-04-23

        器件制备及器件物理

      • 刘鲲鹏, 刘德烨, 刘凤敏
        2021, 42(4): 486-503. DOI: 10.37188/CJL.20200343
        摘要：近年来，钙钛矿太阳能电池因高效率、低成本等特点获得了持续的关注，但是有机成分在稳定性方面始终存在一些问题。相比于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，全无机钙钛矿材料可以很大程度上避免外界环境的影响，对氧环境要求低，对于湿度环境的容许度也比较大;由于自身结构，在光热稳定性方面，也要优于有机-无机杂化钙钛矿。因此，发展全无机钙钛矿太阳能电池是有效提高钙钛矿太阳能电池稳定性的方向之一。本文从稳定性方面入手，系统地介绍了全无机钙钛矿太阳能电池的最新研究进展。结合全无机钙钛矿太阳能电池稳定性的影响因素，总结了当前全无机钙钛矿电池稳定性问题的主要解决方案，最后对解决全无机钙钛矿材料的稳定性进行了展望。  
        关键词：全无机钙钛矿;太阳能电池;稳定性   
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        更新时间：2021-04-23

      • 808 nm大功率分布反馈激光器列阵研制

        班雪峰, 王翠鸾, 刘素平, 马骁宇
        2021, 42(4): 504-509. DOI: 10.37188/CJL.20200396
        摘要：为提高大功率半导体激光器的泵浦效率，必须降低半导体激光器输出波长随温度的漂移系数。采用MOCVD外延技术、纳米压印和干法刻蚀附加湿法腐蚀等工艺制备了大功率分布反馈激光器列阵。激光器列阵的腔长为1 mm,25 ℃时中心波长为808 nm，通过测试不同热沉温度下的P-V-I曲线和光谱图，表明当脉冲工作电流为148 A时，激光器列阵的输出功率可以达到100 W，斜率效率为0.9 W/A，光谱的FWHM为0.5 nm，边模抑制比可以达到40 dB，出射波长随温度的漂移系数为0.056 nm/℃，单列阵波长锁定范围可达50 ℃，总锁定范围100 ℃。另外还分析了腔面镀膜对波长锁定效果的影响。  
        关键词：激光器;分布反馈激光器列阵;内置布拉格光栅;波长稳定   
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        更新时间：2021-04-23

      • RLC振荡的脉冲激光器驱动特性

        李泽安, 王玉冰, 秦莉, 宁永强, 王立军
        2021, 42(4): 510-517. DOI: 10.37188/CJL.20200378
        摘要：在飞行时间测距(TOF)的脉冲激光雷达(lidar)中，激光器驱动十分重要，其性能直接影响激光雷达系统的作用距离、信噪比和虚警率等指标，是激光雷达的关键组成部分。本文在目前常见的激光器驱动电路模型基础上进行创新，在储能电容的充电电路中引入适当电感，形成电阻电感电容(RLC)二阶微分振荡电路，可以大幅度提高脉冲激光器的驱动电压，从而提高驱动电流，驱动激光器产生大功率、窄脉宽的激光。经过理论计算、软件仿真和实验验证，引入适当的电感可以将脉冲激光器的驱动电流提高85%以上，输出功率提高114%以上。  
        关键词：激光雷达;大功率;窄脉宽;微分振荡电路   
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        更新时间：2021-04-23

      • 微热通道电极结构宽条形半导体激光器输出特性

        蔡元红, 高欣, 王警辉, 王芝浩, 薄报学
        2021, 42(4): 518-525. DOI: 10.37188/CJL.20200365
        摘要：为了抑制宽条形半导体激光器的热透镜效应，提高慢轴光束质量，本文提出并制作了一种微热通道电极结构激光器。该芯片p面注入区电极处被设计为较厚的高热导率的电极结构，封装后激光器两侧与热沉之间形成空气间隙，抑制激光器有源区横向热流，使激光器内温度分布均匀，有效地降低慢轴发散角。对该激光器的封装模型进行了稳态热分析，优化了微热通道电极结构的厚度和宽度，并制作了波长为940 nm的微热通道电极结构激光器。测试结果表明，在注入电流为2 A时，微热通道电极结构激光器的发散角相对于普通电极结构激光器降低了24%，有效地降低了激光器慢轴光束发散角。  
        关键词：宽条形半导体激光器;热透镜;微热通道电极结构;慢轴发散角   
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        更新时间：2021-04-23

      • SiO2图形化蓝宝石衬底对GaN生长及LED发光性能的影响

        李思宏, 侯想, 罗荣煌, 刘杨, 钟梦洁, 罗学涛
        2021, 42(4): 526-533. DOI: 10.37188/CJL.20200327
        摘要：为了提高氮化镓(GaN)基发光二极管(LEDs)的发光性能，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)在蓝宝石衬底上沉积SiO2薄膜，经过光刻和干法刻蚀技术制备了SiO2图形化蓝宝石衬底(SiO2 patterned sapphire substrate,SPSS)，利用LED器件的外延生长和微纳加工技术获得了基于SPSS的GaN基LED器件。通过分析GaN外延层晶体质量、光提取效率和LED器件性能，重点研究了SPSS对GaN生长及LED发光性能的影响。实验及模拟仿真结果表明，与常规图形化蓝宝石衬底(Conventional patterned sapphire substrate,CPSS)相比，SPSS上生长的GaN外延层位错密度较低，晶体质量较高，SPSS-LED的光提取效率提高26%、光输出功率和亮度均提高约5%。  
        关键词：SiO2蓝宝石复合衬底;LED芯片;位错密度;GaN;光提取效率   
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        更新时间：2021-04-23

        理论计算及光谱分析

      • 陈其扬, 石磊, 闫祖威
        2021, 42(4): 534-541. DOI: 10.37188/CJL.20200370
        摘要：在有效质量近似下，通过变分理论计算了应变纤锌矿ZnSnN2/InxGa1-xN柱形量子点的带隙，进而利用细致平衡理论，研究了柱形量子点太阳能电池的转换效率在多重激子效应以及内建电场的影响下随量子点半径、高度和In组分的变化关系。结果表明，量子点太阳能电池的转换效率随着量子点半径、高度以及In组分的增加单调增加。多重激子效应能够明显提高太阳能电池的转换效率，但是内建电场会使得太阳能电池的转换效率明显降低。  
        关键词：柱形量子点;太阳能电池;转换效率;内建电场;多重激子效应   
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        更新时间：2021-04-23

        发光产业及技术前沿

      • 深紫外LED封装技术现状与展望

        彭洋, 陈明祥, 罗小兵
        2021, 42(4): 542-559. DOI: 10.37188/CJL.20200394
        摘要：深紫外发光二极管(Deep-ultraviolet light-emitting diode,DUV-LED)具有环保无汞、寿命长、功耗低、响应快、结构轻巧等诸多优势，在杀菌消毒、生化检测、医疗健康、隐秘通讯等领域具有重要应用价值。近年来，深紫外LED技术取得了快速发展，主要体现在光效和可靠性的不断提高，这一方面得益于芯片制造过程中氮化物材料外延和掺杂技术的进步，另一方面归功于深紫外LED封装技术的发展。但是，与波长较长的近紫外和蓝光LED相比，深紫外LED的光效和可靠性仍有很大提升空间。本综述重点对深紫外LED封装关键技术进行了系统分析，包括封装材料选择、封装结构设计、封装工艺优化、反射光损耗机制以及结温和热管理等，同时从提高光效与器件可靠性角度阐述了深紫外LED封装的最新研究进展，并对后续技术发展进行了展望。  
        关键词：深紫外LED;封装技术;光效;可靠性   
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        更新时间：2021-04-23
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