最新刊期
2024年第45卷第12期
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基于邻苯二甲酰亚胺受体热活化延迟荧光发射体的异构体效应 增强出版 AI导读
“最新研究发现，3-CzAIAd和3-DPFCzAIAd两种新型TADF发射体在发光器件性能上优于其异构体，为高效发光器件开发提供新思路。”摘要：设计合成了3-CzAIAd和3-DPFCzAIAd两种新型热活化延迟荧光（TADF）发射体，并与其异构体4-CzAIAd和4-DPFCzAIAd进行了对比研究。咔唑单元的取代位置显著影响着发射体的光物理性质和发光器件性能。同4号位取代的化合物相比，在3号位取代的相应的发射体表现出较高的三线态能级、较小的ΔEST和荧光量子效率以及相对红移的发光光谱。基于3-DPFCzAIAd的器件展现出20.8%的最大外量子效率、57.1 cd·A-1的最大电流效率和长达260 h的半寿命@500 cd·m-2，而4-DPFCzAIAd对应的发光器件虽然表现出28.2%的最大外量子效率，但半寿命@500 cd·m-2缩短为178 h，效率滚降更大，达到77%。关键词：热活化延迟荧光;发射体;邻苯二甲酰亚胺;异构体583|341|0更新时间：2025-08-03
封面文章
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光致发光气凝胶研究进展 增强出版 AI导读
“光致发光气凝胶结合气凝胶和发光材料特性，具有大比表面积、高孔隙度等优点，在传感、光电器件等领域应用广泛。”摘要：光致发光气凝胶结合了气凝胶和发光材料的特性，是一类新型发光多孔材料。它具有比表面积大、孔隙度高、结构灵活、光学性质可控等特点，在传感、光电器件等领域有广泛的应用前景。本综述聚焦光致发光气凝胶，总结了该气凝胶的制备方法，根据发光中心的分类对该气凝胶进行系统介绍，探讨了该气凝胶在传感、光电器件等领域的应用，最后对该气凝胶面临的挑战及未来的研究趋势进行了展望。关键词：光致发光;气凝胶;稀土;纳米晶627|522|0更新时间：2025-08-03 -
高掺Er3+上转换纳米晶发光性质多维调控研究进展 增强出版 AI导读
“高掺Er3+纳米晶上转换发光研究取得显著进展，专家深入解析发光性质调控策略，为光信息安全等领域提供新方向。”摘要：近年来，高掺Er3+纳米晶的上转换发光研究取得了显著进展。与传统发光材料相比，这类材料具有多波段激发、穿透能力强的激发波段、光色动态可调以及对外场刺激响应灵敏等特点，在光信息安全、温度探针、生物成像等领域展现出巨大应用潜力。本文综述了高掺杂Er3+纳米晶发光性质的多维调控策略，涵盖基质组成、结构设计以及能量传递机制的深入解析，详细探讨了发光强度增强、光色调控、动力学过程调节和激发波段拓宽等方面的最新研究成果。此外，本文还探究了外场激励对高掺杂Er3+体系发光性能的调控机制，详细分析了温度、压力及金属表面电场等关键因素的影响，并从提升多光子跃迁概率和减少无辐射能量损失等角度揭示发光增强机理。最后，总结了激发模式调控高掺杂Er3+上转换发光的有效方法，并对未来发展方向进行了展望。关键词：高掺Er3+;上转换发光;多维调控;纳米晶694|504|0更新时间：2025-08-03
特邀综述
- “最新研究进展显示，通过高温固相法合成的钙钛矿结构荧光粉，在近红外发光领域具有重要应用价值。”摘要：近红外荧光粉转换型发光二极管（pc-LED）在无损分析、机器视觉和生物成像等领域具有重要应用价值。目前，开发用于近红外pc-LED的高效宽带可调近红外一区荧光粉已经成为材料研究者日益关注的焦点。本文通过高温固相法首先合成了两类具有钙钛矿结构原型的Sr3MgTa2O9∶Cr3+和Ba3MgTa2O9∶Cr3+近红外荧光粉，它们均具有覆盖700~1 000 nm波长范围的近红外一区宽带发射特性。通过调控（Sr1-mBam）3MgTa2O9∶Cr3+荧光粉中Sr2+/Ba2+的掺杂比例进一步实现了近红外发射波长786~848 nm的连续调谐，归因于Cr3+占据晶体场强度逐渐减弱的Mg2+晶体学格位。典型Sr0.4Ba0.6MgTa2O9∶0.015Cr3+荧光粉具有高内量子效率（82.1%）和良好的热稳定性（I423 K/I298 K=73.6%），性能可与目前其他一些已经报道的近红外荧光粉相媲美。最后，利用该荧光粉封装的近红外pc-LED原型器件在60 mA电流下能够实现13.7 mW的近红外光输出，展现了该荧光粉在静脉成像和夜视领域的实际应用潜力。本研究工作基于矿物结构原型和阳离子取代策略开发出具有优异发光性能的新型近红外钙钛矿型荧光粉，将为Cr3+掺杂宽带可调近红外一区荧光粉的设计提供依据。关键词：（Sr，Ba）3MgTa2O9∶Cr3+;钙钛矿结构;近红外发光;晶体场;近红外pc-LED685|216|0更新时间：2025-08-03
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Eu3+、Sm3+共掺双钙钛矿Gd2ZnTiO6荧光粉的发光性能及其热稳定性 增强出版 AI导读
“在光转换型白光LED领域，研究者以双钙钛矿结构化合物为基质，制备了高热稳定性红色荧光粉，证实了离子间能量传递对抑制荧光粉热猝灭的有效性。”摘要：具有高热稳定性的红色发光材料对于改善光转换型白光LED器件的性能具有重要意义。引入敏化剂来实现能量传递至发光中心从而提高荧光粉热稳定性是开发高效WLED用荧光粉的有效策略。本文以双钙钛矿结构化合物Gd2ZnTiO6为基质，制备了系列Sm3+、Eu3+激活的红色荧光粉，并讨论了Sm3+→Eu3+的能量传递过程，证实了这一过程对于该基质单一Eu3+激活荧光粉热稳定的改善作用。双掺样品在150 ℃时的发光强度保持在室温时的74%。这一结果为离子间的能量传递可有效抑制荧光粉热猝灭的理论提供了依据。关键词：双钙钛矿;Gd2ZnTiO6∶Sm3+，Eu3+;能量传递;热稳定性475|104|0更新时间：2025-08-03 -
Eu3+掺杂(Gd,Lu)2O3透明陶瓷的热等静压烧结与性能表征 增强出版 AI导读
“In the field of high-energy X-ray imaging, researchers have made significant progress. They prepared Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3 scintillation ceramics with high in-line transmittance and strong red emission peak at 611 nm. The photoluminescence, PLE and XEL intensities of the ceramics show a trend of first ascending and then descending with the increase of pre-sintering temperature. The thermally stimulated luminescence curve presents one high peak at 178 K and two peaks with lower intensities at 253 K and 320 K.”摘要：（Gd，Lu）2O3∶Eu闪烁陶瓷在高能X射线成像技术应用中具有广阔的应用前景。采用共沉淀法合成的前驱体经过1 050 ℃煅烧4 h后，制备出纯相的Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3纳米粉体。以合成的纳米粉体为原料，采用不同温度下真空预烧（保温2 h）结合热等静压烧结（1 750 ℃×3 h，Ar气氛）制备了Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3陶瓷。研究了预烧结温度对Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3陶瓷微观结构、光学和发光特性的影响。在1 625 ℃下预烧2 h并结合HIP后处理的Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3陶瓷具有最高的直线透过率（75.2% @ 611 nm）。由于Eu3+的5D0→7F2能级跃迁，HIP后处理的Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3陶瓷的PL和XEL光谱均在611 nm处具有最强的红色发射峰，其强度随预烧温度的提高呈现出先上升后下降的趋势。Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3陶瓷的热释光（TSL）曲线在178 K处呈现一个强度较高的峰值，在253 K和320 K处呈现两个强度较低的峰值。320 K的峰值可能与氧空位有关。178 K处的发光与Eu3+离子本身价态变化引起的缺陷有关。关键词：（Gd，Lu）2O3∶Eu;透明陶瓷;微观结构;光学特性;热等静压烧结241|140|0更新时间：2025-08-03 -
长余辉荧光粉Ba5SiO4Cl6∶Eu2+,
Ln 3+的制备与发光性能 增强出版 AI导读“最新研究发现，Ba5SiO4Cl6∶Eu2+，Ln3+荧光粉在紫外光激发下发出明亮蓝光，余辉性能显著提升，为光学数据存储提供新方案。”摘要：采用高温固相法合成Ba5SiO4Cl6∶Eu2+，Ln3+蓝色长余辉荧光粉，通过X射线衍射、激发发射光谱、余辉衰减曲线、余辉光谱和热释光光谱等手段，对荧光粉进行了结构和发光性能表征。结果表明，在347 nm的紫外光激发下，Eu2+单掺杂和Eu2+、Ln3+共掺杂的荧光粉都发出明亮的蓝光，发射光谱显示其具有2个明显的峰值，分别位于440 nm和500 nm，属于Eu2+在不同格位的特征发射（4f 65d1-4f 7）。镧系离子掺入后在带隙中会产生杂化能级，引入不同深度的陷阱，对材料的余辉性能都有不同程度的提高。其中，Ba5SiO4Cl6∶Eu2+，Ho3+样品的性能最佳，其余辉时间超过12 h。Ba5SiO4Cl6∶Eu2+，Er3+样品与单掺杂样品相比初始亮度提高了12倍。Dy3+的掺入有效提高了样品中深陷阱（T2）的浓度，有望用于光学数据存储。关键词：长余辉荧光粉;Eu2+掺杂;镧系元素;热释光323|91|0更新时间：2025-08-03 -
Ce3+掺杂Ba3Y2(BO3)4荧光粉发光性能及应用 增强出版 AI导读
“在白光LED领域，研究人员采用高温固相法制备了Ce3+掺杂的Ba3Y2（BO3）4荧光粉，为新型宽带发射蓝色荧光粉提供解决方案。”摘要：采用高温固相法制备了Ce3+掺杂的Ba3Y2（BO3）4荧光粉。通过X射线衍射谱测定样品的晶体结构，研究了样品的激发和发射光谱、荧光衰减曲线、色坐标和变温光谱。在紫外光的激发下，Ce3+掺杂的Ba3Y2（BO3）4荧光粉发出明亮的蓝光，发射峰中心位于420 nm附近，半高宽大于83 nm。随着Ce3+离子掺杂浓度增加，样品的发光强度先增强后减弱。随着Ce3+掺杂浓度变化，样品CIE坐标变化较小，说明样品色彩稳定性好。随温度的升高，样品的发光强度降低，样品的热稳定性有待提高。把样品和商粉结合365 nm芯片制成白光LED，其色坐标为（0.33，0.39），显色指数为92.6，色温为5 570 K。结果表明，Ba3Y2（BO3）4∶Ce3+荧光粉是一种新型的可用于白光LED的宽带发射蓝色荧光粉。关键词：荧光粉;Ce3+掺杂;白光LED302|85|0更新时间：2025-08-03 -
基质敏化的YbNbO4∶Ho3+上转换光学温度传感 增强出版 AI导读
“最新研究报道，采用高温固相法制备了Ho3+掺杂YbNbO4荧光粉，2% Ho3+离子掺杂浓度样品在光学温度传感领域表现出优异性能。”摘要：采用高温固相法制备了一系列x%（离子浓度） Ho3+ （x= 1，2，5，10，15）掺杂的YbNbO4荧光粉。利用X射线衍射（XRD）和傅里叶红外光谱（FT-IR）对合成样品进行了结构表征，结果表明合成的荧光粉样品为单斜相结构，空间群为I2/a。同时对YbNbO4基质的电子结构（能带和态密度）进行了计算，YbNbO4为直接带隙，禁带宽度为4.223 eV。进一步探究了Ho3+离子掺杂浓度对发射光谱的影响，筛选出2% Ho3+离子掺杂浓度具有最佳的发光效果。此外，对2% Ho3+掺杂浓度的样品进行了不同功率激发，通过拟合发射峰与激发光功率，进一步得出Ho3+离子上转换红光666 nm （5F5→5I8）和绿光543 nm （5S2/5F4→5I8）发射都属于双光子过程。此外，基于荧光强度比技术（LIR），测量了2% Ho3+掺杂样品在300～570 K温度范围内的变温光谱，并计算了用于表征光学温度传感性能的绝对灵敏度（Sa）和相对灵敏度（Sr）。结果表明，样品的Sr在420 K达到最大值0.36%·K-1。关键词：上转换发光;高温固相法;荧光强度比;第一性原理计算382|178|0更新时间：2025-08-03 -
2 nm GaAs插入层对905 nm波段InGaAs多量子阱发光的影响 增强出版 AI导读
“最新研究揭示GaAs插入层对905 nm波段InGaAs多量子阱材料发光性能的显著影响，为提升材料性能提供新思路。”摘要：为探明GaAs插入层对905 nm波段InGaAs多量子阱材料发光性能的影响问题，基于InGaAs/InAlGaAs和InGaAs/AlGaAs两种量子阱材料，利用金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）技术，制备了905 nm波段的InGaAs多量子阱材料。通过AFM和XRD测试发现，GaAs插入层可以优化两种材料的表面粗糙度和结晶质量。室温PL测试进一步说明，GaAs插入层可以改善两种材料的能带结构，增强发光效果。变温和变功率PL测试表明，引入GaAs插入层后InGaAs/InAlGaAs发光波长随温度升高呈现“S”型变化，特征值α<1，低温下的辐射复合机制从自由激子复合发光变成了“局域态”发光。而对于InGaAs/AlGaAs材料，GaAs插入层并没有改变其辐射复合机制。本文在深入研究GaAs插入层对InGaAs/InAlGaAs和InGaAs/AlGaAs多量子阱材料光学性能和载流子复合机制的影响方面具有一定意义。关键词：多量子阱;GaAs插入层;局域态;金属有机化合物化学气相沉积（MOCVD）237|306|0更新时间：2025-08-03
材料合成及性能
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WS2/hBN/MoS2异质结中的能量转移和光致发光增强 增强出版 AI导读
“In the field of 2D transition metal dichalcogenides, researchers have reported a photoluminescence enhancement effect of 1L WS2 at room temperature when constructing it into 1L-WS2/hBN/1L-MoS2 vertical heterostructures. The photoluminescence enhancement factors can be up to 4.2, which provides a feasible way to optimize the performance of TMD-based optoelectronic devices.”摘要：二维过渡金属二硫族化合物（TMDs）及其异质结具有独特的光学特性，因此在发展下一代光电器件方面具有广阔的应用前景。但是，在室温下单层（1L）过渡金属二硫族化合物的光致发光效率非常低，这严重阻碍了其在光电器件中的实际应用。本文报道了一种增强单层TMDs的光致发光效率的有效方法，即通过构建1L-WS2/hBN/1L-MoS2垂直异质结，能够大幅提升单层WS2的光致发光效率，其增强因子最高可达4.2。利用瞬态吸收光谱，我们验证了该荧光增强效应是由1L MoS2向1L WS2的能量转移引起的。能量传递过程发生在皮秒时间尺度上，但其持续时间超过100 ps，这表明激子-激子湮灭对能量转移有重要影响。此外，在2L-MoS2/hBN/1L-WS2和3L-MoS2/hBN/1L-WS2异质结中，我们均能观察到单层WS2的荧光增强效应。本研究为深入理解二维TMDs异质结中的能量转移机制打下了良好的基础，并为优化基于TMDs异质结的光电器件性能提供了可行方案。关键词：过渡金属硫族化合物;范德瓦尔斯异质结;光致发光;共振能量转移;激子-激子湮灭262|118|0更新时间：2025-08-03 -
溶剂调控策略用于钙钛矿太阳能电池的空气环境制备 增强出版 AI导读
“在钙钛矿太阳能电池领域，研究人员通过哈克尔理论计算发现，N-乙基-2-吡咯烷酮（NEP）中羰基氧比N-甲基吡咯烷酮（NMP）具有更强的电负性，预测了其与PbI2更强的相互作用。通过将NEP代替溶剂中的NMP，有效提高了钙钛矿薄膜的结晶质量，制备的FAPbI3钙钛矿太阳能电池的最高光电转化效率（PCE）从20.25%提高到了21.05%，平均效率从18.43%提升到了19.50%。在相对湿度为10%～20%和室温环境条件下，未封装器件在1 200 h后仍能保持初始效率的82.1%。该策略在双阳离子组分（FA0.95Cs0.05PbI3）钙钛矿前驱体溶液体系中同样适用，表现出了一定的普适性，有助于空气环境中钙钛矿太阳能电池的制备研究。”摘要：通过哈克尔理论计算阐明溶剂N-乙基-2-吡咯烷酮（NEP）中羰基氧比N-甲基吡咯烷酮（NMP）具有更强的电负性，预测了其与PbI2更强的相互作用，以NEP代替溶剂中的NMP有效地提高了钙钛矿薄膜的结晶质量。利用溶剂调控辅助结晶策略经刮涂制备的FAPbI3钙钛矿太阳能电池的最高光电转化效率（PCE）从20.25%提高到了21.05%，平均效率从18.43%提升到了19.50%，在相对湿度为10%～20%和室温环境条件下，未封装器件在1 200 h后仍能保持初始效率的82.1%。此外，该策略在双阳离子组分（FA0.95Cs0.05PbI3）钙钛矿前驱体溶液体系中同样适用，表现出了一定的普适性，有助于空气环境中钙钛矿太阳能电池的制备研究。关键词：钙钛矿太阳能电池;空气环境器件印刷;结晶调控328|215|0更新时间：2025-08-03 -
具有组分渐变量子垒层的氮极性InGaN基红光LED仿真研究 增强出版 AI导读
“在Micro LED显示领域，科研人员利用极化工程构建了组分渐变InGaN作为最后量子垒层的氮极性InGaN基红光LED，有效提升了发光性能，为高效InGaN基红光LED结构设计和器件制备提供了新思路。”摘要：基于Ⅲ族氮化物材料的Micro LED显示亟需高性能的InGaN基红光LED。本工作利用极化工程构建了组分渐变InGaN作为最后量子垒层（Last quantum barrier，LQB）的氮极性InGaN基红光LED。数值模拟研究表明，氮极性InGaN基LED中相反的极化电场可有效增强量子阱对载流子的限制能力，并降低器件开启电压。重要的是，氮极性InGaN基LED中，组分渐变InGaN LQB层和p-GaN界面处会同时形成电子和空穴势阱，从而形成高效的辐射发光，进而有效提升InGaN基红光LED的发光性能。本工作为高效InGaN基红光LED结构设计和器件制备提供了新思路。关键词：InGaN;极化工程;红光LED258|210|0更新时间：2025-08-03
器件制备及器件物理
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N/C==O体系窄带蓝光MR-TADF分子的结构筛选与电子效应 增强出版 AI导读
“最新研究揭示了高色纯度MR-TADF材料在高精度显示领域的潜力，提出了基于N/C==O体系的高性能发光材料设计通式，为优化荧光材料性能提供了理论基础。”摘要：基于高色纯度的优势多重共振热活化延迟荧光（MR-TADF）材料因其在高精度显示中的潜在价值而备受关注。本文以12，12-二甲基-4H-苯并［9，1］喹啉并［3，4，5，6，7-defg］吖啶-4，8（12H）-二酮（DQAO）为分子母核，通过引入电子性质不同的侧链基团并对其进行结构筛选和荧光性能评估，设计并评测了一组兼具窄谱带和深蓝光发射的潜力分子，提出了基于该类N/C==O体系的高性能发光材料的设计通式。该研究运用量子化学方法全面评估了74个目标分子的三重态-单重态能隙、荧光振子强度及发射光谱特性，通过基态-激发态结构重组能对发射光谱半峰宽（FWHM）进行有效近似，发现N对位取代电子受体有利于提高振子强度与降低重组能，而电子供体则倾向于降低三重态-单重态能隙。研究结果表明，调控N对位取代基元的电子性质将在显著降低MR-TADF分子的三重态-单重态能隙的同时，有效提升其振子强度，并得到理想的发射波长，从而实现高性能窄带发射特性。本研究不仅为MR-TADF分子的高效设计提供了新的分子设计思路和有效结构数据集，还为基于N对位优势和修饰基电子性质进一步优化荧光材料性能奠定了坚实的理论基础。关键词：荧光发射半峰宽;电子效应;DQAO;分子重组能;虚拟筛选406|576|0更新时间：2025-08-03
理论计算及光谱分析
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碳点药物载体在肿瘤治疗中的应用进展 增强出版 AI导读
“在癌症治疗领域，碳点作为药物递送载体的研究取得新进展，为靶向治疗提供新思路。”摘要：碳点是一种新型的零维碳基纳米材料，具有小尺寸、低毒性以及表面易于功能化等诸多优点。碳点的出现为靶向递送药物实现癌症治疗提供了新思路。本综述系统阐述了碳点作为载体在药物递送方面的应用进展。首先，阐述了碳点的分类以及合成方法；其次，总结了国内外近年来基于碳点的不同种类药物（化疗药物、光敏剂、光热剂等）的递送研究进展；最后，对现阶段面临的挑战和应用前景进行了探讨，以期为从事碳点在药物递送方面研究的科研人员提供一些思路。关键词：碳点;药物递送;抗癌;光热治疗;光动力治疗;协同治疗296|439|1更新时间：2025-08-03 -
咔唑基近红外亚硫酸氢根荧光探针及其在水样和生物成像中的应用 增强出版 AI导读
“在食品安全检测领域，研究人员开发了一种近红外荧光探针，实现了亚硫酸氢盐的高灵敏度检测，并成功应用于活体成像。”摘要：亚硫酸氢盐（HSO3-）作为一种重要的食品添加剂，在日常生活中被广泛使用，但过量的使用和滥用会对生物和环境造成有害影响。同时，HSO3-作为体内信号分子（SO2）的衍生物，在正常生理活动中发挥着巨大的作用，但体内HSO3-的异常表达和过量摄入会导致一些疾病的发生。因此，对于体内和环境中HSO3-的特异性和敏感性检测和监测具有重要意义。为此本文选用N-乙基-咔唑作为电子供体基团，2-氧代-4-苯基-2，5-二氢-3-呋喃甲腈作为电子受体基团，通过羟醛缩合反应合成了具有D-π-A结构的近红外HSO3-荧光探针（CL）。探针CL识别HSO3-后其近红外荧光下降且波长发生蓝移。通过高分辨质谱（HR-MS）和理论计算验证了探针CL对HSO3-的亲核加成传感机制。探针CL具有近红外发射（λem=685 nm）、较大的Stokes位移（195 nm）、良好的选择性以及高灵敏度（49 nmol/L）等优点。另外，探针CL已被制备成试纸，并与智能手机连用实现了水样中HSO3-的现场快速检测。最重要的是，该探针已成功应用于活鼠体内HSO3-的荧光成像。关键词：亚硫酸氢盐;荧光探针;咔唑衍生物;环境水样;活体成像274|188|0更新时间：2025-08-03
发光学应用及交叉前沿
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