最新刊期
2025年第46卷第6期
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一种提升LED光输出稳定性的有机-无机锰卤化物及其亮度优化 增强出版 AI导读
“最新研究发现，有机-无机杂化锰卤化物材料（1-mPQBr）₂MnBr₄封装的LED器件光输出稳定性良好，色域覆盖范围达到106% NTSC，为高色域显示领域应用提供新方案。”摘要：有机-无机杂化锰卤化物是一种理想的窄带绿光材料，但其封装的LED器件在点亮后快速衰减，导致无法应用。本文报道了一种有机-无机杂化锰卤化物（1-mPQBr）₂MnBr₄（1-mPQ=1-甲基哌嗪，1-C5H12N2），并展示其封装LED的良好光输出稳定性。此外，针对发光弱的问题提出了优化的蒸发合成法和金属离子掺杂方法，其中掺杂10%Li的样品表现出最高的发光强度，与传统蒸发法相比提升了28%。研究发现，改进蒸发法提高了材料对蓝光的吸收；离子替代法改变了晶格结构，提升了发光强度。由（1-mPQBr）₂MnBr₄封装的白光LED色域覆盖范围达到106% NTSC，在10 mA的驱动电流下，光效112 lm/W。该发现为有机-无机杂化锰卤化物在高色域显示领域的应用打开了大门。关键词：有机-无机金属卤化物;绿色荧光粉;光致发光;LED应用75|39|0更新时间：2025-06-23
封面文章
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掺杂硫化锌摩擦电致发光薄膜研究进展 增强出版 AI导读
“最新报道，摩擦电致发光材料研究取得突破，掺杂硫化锌薄膜性能优化及应用前景广阔。”摘要：随着柔性可穿戴设备和自驱动传感技术的快速发展，摩擦电致发光（Triboelectrification induced electroluminescence，TIEL）材料因其独特的力-光转换特性受到广泛关注。其中，掺杂硫化锌（Zinc sulfide， ZnS）材料因其高发光效率、长寿命及可调控的发光特性，成为研究热点。本文综述了掺杂ZnS摩擦电致发光薄膜机理研究、性能优化及实际应用等方面的研究进展。首先，阐释了掺杂ZnS的发光机制，以及基于掺杂ZnS的摩擦电致发光薄膜结构及工作原理；其次，梳理了提高发光强度的相关策略，并详细探讨了国内外近年来基于该体系的各种应用研究进展；最后对掺杂ZnS摩擦电致发光薄膜的未来发展趋势与应用前景进行了展望。关键词：掺杂硫化锌;摩擦电致发光;柔性可穿戴设备;自驱动传感;薄膜64|30|0更新时间：2025-06-23 -
氧化锌纳米冷阴极及其X射线源应用 增强出版 AI导读
“在大面积冷阴极电子源器件领域，氧化锌纳米冷阴极研究取得进展，专家总结了发展现状及挑战，为未来研究趋势提供参考。”摘要：氧化锌纳米冷阴极兼具优良的场发射特性、稳定的化学性质和易于低成本大面积制备等特点，在大面积冷阴极电子源器件上有重要应用。经过多年的研究，关于氧化锌纳米冷阴极的场发射机制、性能调控、电子源器件应用等工作都相继被报道。要进一步推进氧化锌纳米冷阴极的实际应用，有必要对其发展现状及挑战进行总结。本文将以大面积冷阴极电子源器件的性能需求为出发点，从场发射特性调控、栅极结构设计与制备以及X射线源器件应用探索三个方面总结氧化锌纳米冷阴极研究进展，最后展望了未来研究趋势及挑战。关键词：氧化锌纳米线;冷阴极;平板电子源;平板X射线源60|57|0更新时间：2025-06-23 -
X射线成像用玻璃闪烁体制备与研究进展 增强出版 AI导读
“玻璃闪烁体在高能物理等领域应用广泛，专家总结了其最新研究成果与发展态势，为未来发展趋势提供展望。”摘要：闪烁体在高能物理精密探测、核物理研究、医学诊断、工业探伤以及国防安全监控等领域有着巨大的应用潜力。然而，传统的闪烁单晶材料制备工艺复杂、成本较高，且体积尺寸有限，难以实现大规模制备。近年来，玻璃闪烁体以其工艺的高度成熟、成本低廉、高效发光，以及出色的可塑性脱颖而出。本文详细阐述了玻璃闪烁体的发光机理，并列举了评估其闪烁性能的关键参数。根据其组分和结构特点主要分为氧化物玻璃闪烁体、卤化物玻璃闪烁体、微/纳米晶复合玻璃闪烁体。重点综述了X射线用玻璃闪烁体的最新研究成果与发展态势，并对高密度玻璃闪烁体进行了总结，最后对X射线用玻璃闪烁体的未来发展趋势进行了总结和展望。关键词：闪烁材料;玻璃闪烁体;辐射发光;X射线成像345|150|0更新时间：2025-06-23
特邀报告
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高效铅基绿光钙钛矿发光二极管研究进展：材料合成与器件性能优化 增强出版 AI导读
“在光电显示及照明领域，钙钛矿发光二极管展现出巨大应用潜力，专家总结了实现高性能绿光PeLEDs的多种器件优化策略，为解决绿光发光器件问题提供解决方案。”摘要：随着新型显示与照明技术的快速发展，对高效、稳定的绿光发光器件的需求日益增加。钙钛矿发光二极管（PeLEDs）具有发光效率高、制备成本低、色纯度高等优势，在光电显示及照明领域展现出巨大的应用潜力。绿光作为光谱中人眼最敏感的波段，近年来基于绿光发射的钙钛矿材料及器件引起了广泛关注，并取得显著进展。本文从材料合成与器件优化的角度出发，概述了不同维度的钙钛矿材料的晶体结构及其制备方法，总结了目前实现高性能绿光PeLEDs的多种器件优化策略。最后，探讨了绿光PeLEDs当前的挑战和未来的发展前景。关键词：绿光钙钛矿;发光二极管;材料合成;器件优化59|39|0更新时间：2025-06-23
特邀综述
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基于锡铅混合钙钛矿的超快自驱动近红外光电探测器与成像阵列 增强出版 AI导读
“In the field of near-infrared photodetectors, researchers have made significant progress. By introducing multifunctional molecules DBM, they have modulated the crystallization of Sn-Pb mixed perovskites and retarded the oxidation of Sn2+, significantly enhancing film quality. This work advances the development of Sn-Pb mixed perovskites for NIR detection and paves the way for their commercialization.”摘要：锡铅（Sn-Pb）混合钙钛矿因其卓越的光电特性，在近红外光电探测器领域得以快速发展。然而，由于其固有的快速结晶特性和Sn2+易氧化的问题，实现高性能锡铅混合光电探测器仍面临巨大挑战。为了解决这一问题，该研究引入了多功能分子2，3-二氟苯胺（DBM），以调控Sn-Pb混合钙钛矿的结晶过程并且延缓Sn2+氧化，从而有效提升薄膜质量。与原始薄膜相比，经DBM分子调控的Sn-Pb混合钙钛矿薄膜具有高度均匀的形貌、显著降低的粗糙度和缺陷密度。基于这种调控薄膜制备的自驱动型近红外光电探测器，光谱响应范围为300~1 100 nm， 最高响应度为0.51 A·W-1，近红外区域（780~1 100 nm）的比探测率高达2.46 × 1011 Jones，线性动态范围超过152 dB，响应时间为123/464 ns。在此基础上制备的5 × 5光电探测器阵列在近红外区域（最高可达980 nm）展现了卓越的成像能力。该工作不仅促进了Sn-Pb混合钙钛矿在近红外探测与成像领域的快速发展，还为其商业化进程奠定了基础。关键词：锡铅混合钙钛矿;近红外光电探测器;成像阵列;氧化;结晶调控81|56|0更新时间：2025-06-23
本期荐读
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Er3+掺杂AlScN薄膜发光及铁电性能的协同调控 增强出版 AI导读
“稀土离子掺杂铁电材料AlScN，实现发光波长及强度动态调控，为新型发光器件设计奠定基础。”摘要：稀土离子具有丰富的发光能级，将其作为发光中心掺杂到铁电材料中，利用铁电极化可以实现对稀土离子发光波长及强度的动态调控，将大幅提升半导体光电子器件的性能。AlScN以其强剩余极化、宽禁带特性以及与CMOS工艺的高兼容性，为构建铁电多功能调控的新型发光器件提供了新的机遇。本文研究了Er3+掺杂对AlScN薄膜发光以及铁电特性的影响，掺杂浓度的提升增加了发光中心的数量，在3.6%~9.4%的浓度范围内表现为Er3+发光峰强度增加，但超过10%的浓度引起的猝灭效应会导致发光减弱。Er3+掺杂使得AlScN性能有轻微的退化，但在9.4%的浓度下仍能保持80 μC/cm2以上的剩余极化，展现了发光与强铁电性能并存的特性，为这一铁电材料实现多功能、高集成的新型发光器件设计奠定了基础。关键词：AlScN;Er3+;光致发光;强铁电性92|62|0更新时间：2025-06-23 -
紫光激发类太阳光LED用Eu2+激活硅酸盐黄色荧光粉合成及发光性能 增强出版 AI导读
“最新研究发现，基于熵增策略合成的紫光激发黄色荧光粉，可制备高显色指数、高色饱和指数和高色保真指数的类太阳光LED，为健康照明发展提供新方向。”摘要：类太阳光LED具有光谱连续性好、高显色指数（Ra）、高色保真指数（Rf）和高色饱和度（Rg）等优点，是未来健康照明发展的必然趋势。高效稳定的荧光粉是实现类太阳光/全光谱LED的核心材料。本文基于熵增策略，通过高温固相法合成了紫光激发［（Ba0.6Ca0.7Sr0.7）O2-SiO2］∶Eu2+黄色荧光粉。该荧光粉在371 nm紫外光激发下，可以发射出光谱范围涵盖420~800 nm、中心波长位于560 nm的黄光，外量子效率达75%。在400 nm紫光激发下，发光强度可以达到其最优激发波长下的88.2%，外量子效率达53.3%，可有效适配紫光芯片。最后，将［（Ba0.6Ca0.7Sr0.7）O2-SiO2］∶Eu2+黄色荧光粉和商用蓝色、青色和红色荧光粉混合后与410 nm紫光LED芯片相结合，制备出了高显色指数（Ra = 96）、高色饱和指数（Rg = 100）和高色保真指数（Rf = 95.1）的类太阳光LED。关键词：熵增;高效;黄色荧光粉;类太阳光LED;健康照明92|32|0更新时间：2025-06-23 - “报道：近红外荧光粉转换LED在植物照明等领域应用价值高，新开发的石榴石结构荧光粉Y3InyGa5-x-yO12∶xCr3+具有高发光效率和热稳定性，为相关领域提供新解决方案。”摘要：近红外荧光粉转换的发光二极管（NIR pc-LED）在植物照明、生物成像等领域表现出很高的应用价值，而近红外荧光粉的发光效率与热稳定性直接影响器件的最终性能，因此开发高效且热稳定的近红外荧光粉至关重要。本文采用高温固相法制备了具备石榴石结构的高效近红外荧光粉Y3InyGa5-x-yO12∶xCr3+，发射光谱覆盖600~1 000 nm。通过对In3+含量的调整，实现了对光谱的调谐，并实现了最高95.8%的内量子效率。同时，该荧光粉具备优异的热稳定性。实验结果表明，与室温相比，423 K时的发光强度保留了83.6%。最后，我们利用该荧光粉与商用蓝光LED制备了高效的NIR pc-LED器件，在350 mA的电流驱动下，实现了273.5 mW的近红外输出功率。这些结果表明，该系列近红外荧光粉和NIR pc-LED器件具备很大的应用潜力。关键词：近红外荧光粉;pc-LED;光谱调谐;发光材料121|57|0更新时间：2025-06-23
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手性苝酰亚胺衍生物的超分子结构与圆偏振发光性质 增强出版 AI导读
“在光学领域，研究者以苝酰亚胺为模型分子，设计合成了两种手性发光材料，揭示了其超分子结构与圆偏振发光性质的关系，为手性光学材料设计提供理论和实验参考。”摘要：手性发光材料在未来光学领域具有广阔的应用前景，但如何精确构筑圆偏振发光材料，如何阐明其超分子结构与圆偏振发光性质的内在关系，依然是手性发光材料领域亟需解决的两个关键科学问题。本文以苝酰亚胺（PDI）为模型分子，分别将手性取代基和位阻取代基引入PDI分子体系，设计并合成了两种具有凝胶性能的手性PDI衍生物POSS-PDI-B6、C10C8-PDI-B6，并通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、X射线衍射及圆偏振发光光谱对其超分子结构和光物理性质开展了详细的研究。实验结果表明，POSS-PDI-B6和C10C8-PDI-B6均可形成发光凝胶，在POSS及烷基链取代基的位阻效应、B6取代基手性诱导效应的协同作用下，PDI衍生物可形成具有手性特征的螺旋超分子结构，进而赋予PDI凝胶优异的圆偏振发光性能。这些结果为手性光学材料的设计和制备提供了重要的理论和实验参考。关键词：苝酰亚胺;超分子结构;凝胶;圆偏振发光101|95|0更新时间：2025-06-23 -
高倾角WO3沉积实现快速响应的水系锌离子电致变色 增强出版 AI导读
“In the realm of aqueous zinc-ion electrochromic technology, a breakthrough has been made. Expert researchers have developed ordered WO3 nanowire films using a one-step grazing angle deposition method, which significantly enhances response speed and optical contrast during electrochromic phenomena. This advancement provides a simple and effective strategy to improve the performance of tungsten oxide-based aqueous zinc ion electrochromic materials and devices.”摘要：水系锌离子电致变色技术因其优异的安全性和成本效益，在智能窗户、热管理、显示器和伪装等领域展现出广阔的应用前景。然而，受限于锌离子尺寸大、库仑相互作用强等特性，传统无机电致变色材料（如WO3）在水系锌离子电解质中普遍面临离子扩散动力学慢、光学对比度低等问题，制约了其实际应用。本文采用掠射角沉积法制备了有序 WO3 纳米刷薄膜，显著提升了水系电致变色性能。与致密薄膜相比，具有44.6%孔隙率的有序WO3纳米刷薄膜展现出出色的抗反射特性和优异的综合电致变色性能：其着色和漂白响应速度分别为 3.6 s和 1.2 s，在700 nm波长处的光学对比度高达66.6%，着色效率达64.3 cm2·C-1。基于此，我们还成功制备了具有快速颜色切换功能的大面积（17 cm × 12 cm）电致变色原型器件。通过机理分析发现，有序多孔纳米刷结构为电子传输提供了直接路径，并增大了界面接触面积，从而协同提升了材料的电化学活性和氧化还原动力学。相关研究为优化氧化钨基水系锌离子电致变色材料和器件性能提供了一种简单而有效的策略。关键词：电致变色;WO3;水系锌离子电解质;有序纳米线;掠射角沉积153|82|0更新时间：2025-06-23 -
Lu2O3的位错与湿法刻蚀 增强出版 AI导读
“Reporting on the latest advancements in laser crystal material research, Lutetium oxide (Lu2O3), known for its high thermal conductivity, low phonon energy, and strong crystal field, has been studied for its potential as a laser crystal material. Despite its high melting point of 2,450°C, which leads to significant temperature gradients and defect proliferation, a comprehensive understanding of its defects has been lacking. This study, using the chemical etching method, has identified optimal conditions for examining dislocation defects in Lu2O3 crystals, providing solutions to enhance crystal quality and optimize the crystal growth process. Expert research in the field of laser crystal materials has verified the optimal etching conditions for Lu2O3, laying a foundation for improving crystal quality.”摘要：氧化镥（Lu2O3）被认为是一种具有潜力的激光晶体材料，因其高热导率、低声子能量和强晶体场而备受瞩目。然而，其高达2 450 ℃的熔点易产生显著的温度梯度，进而诱导产生大量的缺陷。关于这种晶体的缺陷研究尚不充分，阻碍了晶体质量的提升。在本研究中，我们采用化学刻蚀方法，探究了不同条件下对Lu2O3晶体的刻蚀效果，并确定了研究Lu2O3晶体位错缺陷的最佳条件（质量分数70% H3PO4，160 ℃，15~18 min）。利用显微镜、扫描电子显微镜和原子力显微镜对（111）和（110）取向的Lu₂O₃晶片上的位错蚀坑形貌进行了表征。本研究填补了Lu2O3线缺陷认知方面的空白，并为优化晶体生长过程和提高晶体质量提供了指导。关键词：Lu2O3;腐蚀坑;位错;晶体缺陷52|74|0更新时间：2025-06-23
材料合成及性能
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1 064 nm被动调
Q 皮秒激光器研究进展 增强出版 AI导读“皮秒激光技术在微细加工等领域表现优异，被动调Q技术成为皮秒激光产生的重要方法。专家综述了被动调Q技术在获得皮秒脉冲时的应用，为激光加工等领域提供解决方案。”摘要：皮秒激光具有高脉冲能量、高功率密度和低热效应的特点，在微细加工、精准切割等方面表现出优异的性能，广泛应用于激光加工、航空航天、生物医学等领域。被动调Q技术通过调节谐振腔的Q值来实现脉冲激光输出，已成为皮秒激光产生的重要方法之一。本文综述了被动调Q技术在获得皮秒脉冲时的应用，重点介绍利用微片结构、半导体可饱和吸收镜（SESAM）作为可饱和吸收体和键合晶体三种不同技术手段来缩短腔长进而获得皮秒脉冲以及在获得皮秒脉冲时其他方面性能的提升。总结了近年来1 064 nm被动调Q技术在皮秒脉冲激光器领域的显著进展，并对被动调Q皮秒激光器的发展与应用进行了展望。关键词：皮秒激光;被动调Q技术;微片激光器;半导体可饱和吸收镜（SESAM）;键合晶体88|73|0更新时间：2025-06-23 -
基于纳米压印的高分辨率和高效率量子点发光二极管 增强出版 AI导读
“在量子点发光二极管领域，采用纳米压印技术制备的蜂窝状PMMA薄膜作为电荷阻挡层，成功提升了红色QLED器件的外量子效率和亮度。”摘要：目前，通过各种量子点图案化技术制备的高分辨率量子点发光二极管（Quantum dot light-emitting diode，QLED）普遍面临低效率的问题，其主要原因是像素之间存在较大的漏电流。为了解决该问题，本文采用纳米压印技术制备了蜂窝状聚甲基丙烯酸甲酯（Poly（methyl methacrylate），PMMA）薄膜，并将其作为电荷阻挡层应用在QLED发光层中，成功获得了分辨率为8 467像素每英寸（Pixel per inch，PPI）的红色QLED器件。由于PMMA良好的绝缘特性，电荷阻挡层成功隔绝了电子传输层和空穴传输层的直接接触，所制备器件的漏电流相较于无阻挡层图案化器件大幅降低，使其外量子效率（External quantum efficiency，EQE）得到较大提升，最大EQE达到了15.31%，最大亮度为100 274 cd/m2。关键词：量子点发光二极管（QLED）;纳米压印;高分辨率;电荷阻挡层112|123|0更新时间：2025-06-23
器件制备及器件物理
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一种利用光子化学势增强被动辐射冷却的理论模型 增强出版 AI导读
“最新研究突破了被动辐射冷却技术的限制，提出了一种集成热机和热辐射二极管的理论模型，有效提升冷却功率密度，为辐射冷却性能增强提供了新途径。”摘要：被动辐射冷却技术因其在能源节约和环境调节方面的潜力而受到广泛关注。然而，该技术的冷却能力受到普朗克定律的固有限制。近期研究表明，正光子化学势具有提升理论辐射功率密度的潜力，但这一过程需要能量输入。本研究提出了一种集成热机和热辐射二极管（TRD）的理论模型，该模型能够被动地实现正光子化学势，从而在理论上增强辐射冷却功率密度。研究结果表明，TRD与热电发电机（TEG）的耦合系统可有效提升冷却功率。计算显示，当卡诺热机热端和冷端温度分别为300 K和280 K时，TRD-卡诺热机耦合系统有达到606.3 W/m²辐射功率密度峰值的潜力。该峰值辐射功率密度有潜力超过300 K下的理想黑体辐射功率密度459 W/m2。本研究通过理论计算表明，TRD与热机的协同效应为增强辐射冷却性能提供了一种新途径。关键词：光子化学势;热辐射二极管;电致发光冷却;被动辐射冷却82|49|0更新时间：2025-06-23
理论计算及光谱分析
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基于布里渊激光腔的O-U波段平坦光频梳的噪声分析 增强出版 AI导读
“在光通信领域，专家基于布里渊激光腔与色散调控高非线性氟碲酸盐光纤的光学系统，验证了应用于光通信的O-U波段、低频率噪声、平坦光频梳的可行性，为光通信系统建设奠定了基础。”摘要：光学频率梳（简称光频梳）作为一种优秀的多波长光源在通信领域具有巨大的应用潜力。通过将光频梳光源与波分复用技术（WDM）、空分复用技术结合（SDM），通信系统可以具有百Tbit·s-1量级的传输速率，在5G/6G通信、物联网、自动驾驶等方面具有重要的应用价值。对于一个结合了波分复用技术与空分复用技术的光通信系统，其传输容量取决于波分复用与空分复用的频道数量、系统的调制符号率，以及光源信噪比（SNR）。通过基于布里渊激光腔与色散调控高非线性氟碲酸盐光纤的光学系统，可以得到重复频率大、范围可调、光谱覆盖整个O-U波段，且在O-U波段梳齿强度标准差小于5 dB的平坦光频梳。本文计算了该光频梳的各波段梳齿线宽和频率噪声，并基于量子郎之万方程建立了布里渊光学腔滤波模型，以验证其用于光通信的可行性。计算结果表明，该光频梳在O-U波段的梳齿均具有窄线宽，光频梳在大于1 MHz频率处的噪声频率起伏谱密度小于100 Hz·Hz-1/2，与腔外泵浦微腔光频梳相比，该系统产生的光频梳在MHz波段具有更低的频率噪声，证明了通过基于布里渊激光腔与色散调控高非线性氟碲酸盐光纤的光学系统可以产生应用于光通信的O-U波段、低频率噪声、平坦光频梳。关键词：光频梳;频率噪声;量子郎之万方程;布里渊光学腔滤波模型99|66|0更新时间：2025-06-23
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