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Vol. 45  期 12， 2024 2024年 45卷 第12期

  • 封面文章

    “最新研究发现，3-CzAIAd和3-DPFCzAIAd两种新型TADF发射体性能优异，为发光器件研究提供新方向。”

    冯全友,操越,韩秋虎,常永正,虞梦娜,谭克升,徐曼,解令海

    DOI：10.37188/CJL.20240233
    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   
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    更新时间：2024-12-20

  • 特邀综述

    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。”

    陈秀梅,李惺宇,袁泽,谢小吉

    DOI：10.37188/CJL.20240210
    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   
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    更新时间：2024-12-20
  • “最新研究进展显示，高掺杂Er3+纳米晶在光信息安全、温度探针、生物成像等领域具有巨大应用潜力。专家深入解析了其发光性质的多维调控策略，为提升发光性能提供新思路。”

    阎龙,马崇庚,周博

    DOI：10.37188/CJL.20240230
    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   
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    更新时间：2024-12-20

  • 材料合成及性能

    “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，实现了近红外一区宽带发射特性的连续调谐，为近红外荧光粉设计提供新依据。”

    孙剑锋,汲世骏,孟泽涵,辛昊阳,赵勇雷,严凯义

    DOI：10.37188/CJL.20240246
    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原型器件能够实现光效为63.28 lm/W的理想近红外光输出，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-LED   
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    更新时间：2024-12-20
  • “在光转换型白光LED器件领域，研究者以双钙钛矿结构化合物为基质，制备了系列红色荧光粉，证实了离子间能量传递对提高荧光粉热稳定性的重要作用。”

    王佳琦,杜海红,高静怡,武莉,孔勇发,许京军

    DOI：10.37188/CJL.20240219
    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   
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    更新时间：2024-12-20
  • “In the field of high-energy X-ray imaging, (Gd, Lu)2O3:Eu scintillation ceramics have shown promising applications. Researchers have prepared Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3 nano-powders and ceramics, investigating the impact of pre-sintering temperature on microstructure, optical, and luminescence properties. The ceramics pre-sintered at 1,625°C for 2 hours and post-treated with HIP at 1,750°C for 3 hours in argon exhibit the highest in-line transmittance of 75.2% at 611 nm. The PL, PLE, and XEL intensities of the HIP post-treated ceramics show a trend of first ascending and then descending with the increase of pre-sintering temperature.”

    刘强,贺宁桐,王雁斌,黄东,陈宇洋,李廷松,周真真,胡辰,IVANOV Maxim,李江

    DOI：10.37188/CJL.20240186
    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   
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    更新时间：2024-12-20
  • “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。”

    曾巍,陈欣,陈文潇,苟彩祥,钱士业,王吉乐,秦宇鑫

    DOI：10.37188/CJL.20240216
    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   
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    更新时间：2024-12-20
  • “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，为白光LED的宽带发射蓝色荧光粉提供了新选择。”

    孙晓园,刘椿淼,李敏,田宛鹭,娄文静,李昊翔,谭琴琴,李诚,骆永石

    DOI：10.37188/CJL.20240184
    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LED   
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    更新时间：2024-12-20
  • “在荧光粉研究领域，科研人员采用高温固相法制备了不同浓度Ho3+掺杂的YbNbO4荧光粉，通过结构表征和电子结构计算，筛选出2% Ho3+离子掺杂浓度具有最佳发光效果，为光学温度传感研究提供新思路。”

    池子恒,贺帅,丁守军,张传成,宿文志,王苗苗

    DOI：10.37188/CJL.20240217
    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   
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    更新时间：2024-12-20
  • “最新研究揭示，GaAs插入层能优化InGaAs多量子阱材料表面粗糙度和结晶质量，增强发光效果，为相关领域研究提供新方向。”

    甘露露,王海珠,张崇,赵书存,王祯胜,王登魁,马晓辉

    DOI：10.37188/CJL.20240243
    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）   
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    更新时间：2024-12-20
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