无机应力发光材料的发光特性、发光机理及应用研究进展

敖宇辰; 王谨; 蔡格梅

doi:10.37188/CJL.20220421

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

无机应力发光材料的发光特性、发光机理及应用研究进展

特邀综述 | 更新时间：2023-10-27

- 无机应力发光材料的发光特性、发光机理及应用研究进展
- Advances in Luminescence Characteristics, Luminescence Mechanisms and Applications of Inorganic Mechanoluminescent Materials
- 发光学报 2023年44卷第6期页码：942-963
- 作者机构：
  
  中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙 410083
- 作者简介：
  
  [ "敖宇辰（1997-），男，江西宜春人，博士研究生，2022年于北京有色金属研究总院获得硕士学位，主要从事无机应力发光材料性能优化及机理的研究。E-mail： aoyuchen_csu@126. com" ]
  [ "王谨（1999-），男，湖南衡阳人，硕士研究生，2021年于中南大学获得学士学位，主要从事无机应力发光材料的研究。 E-mail： 1115970021@qq. com" ]
  [ "蔡格梅（1979-），女，湖南永州人，博士，教授，博士生导师，2008年于中国科学院物理研究所获得博士学位，主要从事无机材料的相图、相结构，光功能材料的预测、开发与改性，先进合金的高通量设计、制备与表征等研究。E-mail： caigemei@csu. edu. cn" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(51472273;51772330)
- DOI：10.37188/CJL.20220421
  中图分类号： O482.31
- 纸质出版日期：2023-06-05，
  
  收稿日期：2022-12-20，
  
  修回日期：2023-01-03，
- 稿件说明：
移动端阅览
敖宇辰,王谨,蔡格梅.无机应力发光材料的发光特性、发光机理及应用研究进展[J].发光学报,2023,44(06):942-963.

AO Yuchen,WANG Jin,CAI Gemei.Advances in Luminescence Characteristics, Luminescence Mechanisms and Applications of Inorganic Mechanoluminescent Materials[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(06):942-963.
敖宇辰,王谨,蔡格梅.无机应力发光材料的发光特性、发光机理及应用研究进展[J].发光学报,2023,44(06):942-963. DOI： 10.37188/CJL.20220421.

AO Yuchen,WANG Jin,CAI Gemei.Advances in Luminescence Characteristics, Luminescence Mechanisms and Applications of Inorganic Mechanoluminescent Materials[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(06):942-963. DOI： 10.37188/CJL.20220421.

摘要

能在机械刺激下发光的材料可称为应力发光材料，应力发光属于一种力学⁃光子转换过程。在17世纪初首次观测到应力发光现象，但直至20世纪末，SrAl

∶Eu

和ZnS∶Mn

应力发光材料的出现以及其在应力传感领域巨大的应用前景才重新引起了研究者对应力发光材料的广泛关注。近二十多年来，随着人们对应力发光的深入认识以及对应力发光性能提升方法的逐步掌控，应力发光材料得到了快速发展，并在防伪加密、应力传感、疾病监测、照明显示、应力记录等领域展示出巨大的应用潜力。本文围绕应力发光材料的发展与研究现状，对应力发光材料的分类、发光特性、发光机理和应用领域进行了梳理和总结，提出了当下面临的瓶颈问题以及未来可能的研究方向，旨在为新型实用应力发光材料的开发提供有益的启示。

Abstract

Materials that can emit light under mechanical stimulation can be called mechanoluminescent （ML） materials， and mechanoluminescence （ML） belongs to a mechanical-photonic conversion process. ML phenomenon was first observed in the early 17th century. However， it was not until the end of the 20th century that the emergence of SrAl

∶Eu

and ZnS∶Mn

ML materials and their excellent application prospects in the field of stress sensing attracted the attention of researchers again. In the past two decades， with the in-depth understanding of ML and the gradual mastery of ML performance enhancement methods， ML materials have been developed rapidly and have shown great potential for applications in the fields of anti-counterfeit encryption， stress sensing， disease monitoring， illumination display， and stress recording，

etc

. This paper focuses on the development and research status， and summarizes the classification， luminescence characteristics， luminescence mechanisms and application fields of ML materials. The current bottleneck problems and possible future research directions are proposed， aiming to provide useful inspiration for the development of new practical ML materials.

关键词

应力发光应力传感发光机理

Keywords

mechanoluminescencestress sensingluminescence mechanism

references

ZHANG J C， WANG X S， MARRIOTT G， et al. Trap-controlled mechanoluminescent materials ［J］. Prog. Mater. Sci.， 2019， 103： 678-742. doi: 10.1016/j.pmatsci.2019.02.001http://dx.doi.org/10.1016/j.pmatsci.2019.02.001

BACON F. The Advancement of Learning ［M］. New York： Da Capo Press， 1605. doi: 10.1093/oseo/instance.00007154http://dx.doi.org/10.1093/oseo/instance.00007154

BUTLER C T. Room-temperature deformation luminescence in alkali halides ［J］. Phys. Rev.， 1966， 141（2）： 750-757. doi: 10.1103/physrev.141.750http://dx.doi.org/10.1103/physrev.141.750

ALZETTA G， CHUDÁČEK I， SCARMOZZINO R. Excitation of triboluminescence by deformation of single crystals ［J］. Phys. Status Solidi A， 1970， 1（4）： 775-785. doi: 10.1002/pssa.19700010417http://dx.doi.org/10.1002/pssa.19700010417

XU C N， WATANABE T， AKIYAMA M， et al. Direct view of stress distribution in solid by mechanoluminescence ［J］. Appl. Phys. Lett.， 1999， 74（17）： 2414-2416. doi: 10.1063/1.123865http://dx.doi.org/10.1063/1.123865

XU C N， WATANABE T， AKIYAMA M， et al. Artificial skin to sense mechanical stress by visible light emission ［J］. Appl. Phys. Lett.， 1999， 74（9）： 1236-1238. doi: 10.1063/1.123510http://dx.doi.org/10.1063/1.123510

QIU G J， FANG H， WANG X S， et al. Largely enhanced mechanoluminescence properties in Pr3+/Gd3+ co-doped LiNbO3 phosphors ［J］. Ceram. Int.， 2018， 44（13）： 15411-15417. doi: 10.1016/j.ceramint.2018.05.193http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.05.193

LI J， XU C N， TU D， et al. Tailoring bandgap and trap distribution via Si or Ge substitution for Sn to improve mechanoluminescence in Sr3Sn2O7∶Sm3+ layered perovskite oxide ［J］. Acta Mater.， 2018， 145： 462-469. doi: 10.1016/j.actamat.2017.12.003http://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2017.12.003

KAMIMURA S， YAMADA H， XU C N. Strong reddish-orange light emission from stress-activated Srn+1SnnO3n+1∶Sm3+（n=1， 2， ∞） with perovskite-related structures ［J］. Appl. Phys. Lett.， 2012， 101（9）： 091113. doi: 10.1063/1.4749807http://dx.doi.org/10.1063/1.4749807

XIONG P X， PENG M Y， CAO J K， et al. Near infrared mechanoluminescence from Sr3Sn2O7∶Nd3+ for in situ biomechanical sensor and dynamic pressure mapping ［J］. J. Am. Ceram. Soc.， 2019， 102（10）： 5899-5909. doi: 10.1111/jace.16444http://dx.doi.org/10.1111/jace.16444

WEI X Y， WANG X D， KUANG S Y， et al. Dynamic triboelectrification-induced electroluminescence and its use in visualized sensing ［J］. Adv. Mater.， 2016， 28（31）： 6656-6664. doi: 10.1002/adma.201600604http://dx.doi.org/10.1002/adma.201600604

ZHUANG Y X， LI X Y， LIN F Y， et al. Visualizing dynamic mechanical actions with high sensitivity and high resolution by near-distance mechanoluminescence imaging ［J］. Adv. Mater.， 2022， 34（36）： 2202864-1-11. doi: 10.1002/adma.202202864http://dx.doi.org/10.1002/adma.202202864

BAI Y Q， WANG F， ZHANG L Q， et al. Interfacial triboelectrification-modulated self-recoverable and thermally stable mechanoluminescence in mixed-anion compounds ［J］. Nano Energy， 2022， 96： 107075. doi: 10.1016/j.nanoen.2022.107075http://dx.doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107075

TU D， XU C N， KAMIMURA S， et al. Ferroelectric Sr3Sn2O7∶Nd3+： a new multipiezo material with ultrasensitive and sustainable near-infrared piezoluminescence ［J］. Adv. Mater.， 2020， 32（25）： 1908083-1-9. doi: 10.1002/adma.201908083http://dx.doi.org/10.1002/adma.201908083

PENG D F， JIANG Y， HUANG B L， et al. A ZnS/CaZnOS heterojunction for efficient mechanical-to-optical energy conversion by conduction band offset ［J］. Adv. Mater.， 2020， 32（16）： 1907747-1-7. doi: 10.1002/adma.201907747http://dx.doi.org/10.1002/adma.201907747

TU D， XU C N， YOSHIDA A， et al. LiNbO3∶Pr3+： a multipiezo material with simultaneous piezoelectricity and sensitive piezoluminescence ［J］. Adv. Mater.， 2017， 29（22）： 1606914-1-4. doi: 10.1002/adma.201606914http://dx.doi.org/10.1002/adma.201606914

CHEN C J， ZHUANG Y X， TU D， et al. Creating visible-to-near-infrared mechanoluminescence in mixed-anion compounds SrZn2S2O and SrZnSO ［J］. Nano Energy， 2020， 68： 104329-1-9. doi: 10.1016/j.nanoen.2019.104329http://dx.doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104329

DU Y Y， JIANG Y， SUN T Y， et al. Mechanically excited multicolor luminescence in lanthanide ions ［J］. Adv. Mater.， 2019， 31（7）： 1807062-1-8. doi: 10.1002/adma.201807062http://dx.doi.org/10.1002/adma.201807062

FUJIO Y， XU C N， SAKATA Y， et al. Invisible crack visualization and depth analysis by mechanoluminescence film ［J］. J. Alloys Compd.， 2020， 832： 154900-1-9. doi: 10.1016/j.jallcom.2020.154900http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154900

SONG H， TIMILSINA S， JUNG J， et al. Improving the sensitivity of the mechanoluminescence composite through functionalization for structural health monitoring ［J］. ACS Appl. Mater. Interfaces， 2022， 14（26）： 30205-30215. doi: 10.1021/acsami.2c07286http://dx.doi.org/10.1021/acsami.2c07286

MA Z D， ZHOU J Y， ZHANG J C， et al. Mechanics-induced triple-mode anticounterfeiting and moving tactile sensing by simultaneously utilizing instantaneous and persistent mechanoluminescence ［J］. Mater. Horiz.， 2019， 6（10）： 2003-2008. doi: 10.1039/c9mh01028ahttp://dx.doi.org/10.1039/c9mh01028a

YANG Y L， LI T， GUO F， et al. Multiple color emission of mechanoluminescence and photoluminescence from SrZnSO∶Bi3+ for multimode anticounterfeiting ［J］. Inorg. Chem.， 2022， 61（10）： 4302-4311. doi: 10.1021/acs.inorgchem.1c03167http://dx.doi.org/10.1021/acs.inorgchem.1c03167

YANG Y L， YANG X C， YUAN J Y， et al. Time-resolved bright red to cyan color tunable mechanoluminescence from CaZnOS∶Bi3+，Mn2+ for anti-counterfeiting device and stress sensor ［J］. Adv. Opt. Mater.， 2021， 9（16）： 2100668-1-12. doi: 10.1002/adom.202100668http://dx.doi.org/10.1002/adom.202100668

YANG X， ZHANG X， GUAN Q B， et al. Biomimetic multifunctional E-skins integrated with mechanoluminescence and chemical sensing abilities ［J］. J. Mater. Chem. C， 2021， 9（8）： 2815-2822. doi: 10.1039/d0tc05499bhttp://dx.doi.org/10.1039/d0tc05499b

PARK H J， KIM S， LEE J H， et al. Self-powered motion-driven triboelectric electroluminescence textile system ［J］. ACS Appl. Mater. Interfaces， 2019， 11（5）： 5200-5207. doi: 10.1021/acsami.8b16023http://dx.doi.org/10.1021/acsami.8b16023

LIU X Y， XIONG P X， LI L J， et al. Monitoring cardiovascular disease severity using near-infrared mechanoluminescent materials as a built-in indicator ［J］. Mater. Horiz.， 2022， 9（6）： 1658-1669. doi: 10.1039/d2mh00320ahttp://dx.doi.org/10.1039/d2mh00320a

HAN Y， BAI Y Q， BIAN J L， et al. Polydimethylsiloxane-based mechanoluminescent occlusal splint with the visualization of occlusal force ［J］. ACS Appl. Polym. Mater.， 2021， 3（10）： 5180-5187. doi: 10.1021/acsapm.1c00917http://dx.doi.org/10.1021/acsapm.1c00917

JEONG S M， SONG S， JOO K I， et al. Bright， wind-driven white mechanoluminescence from zinc sulphide microparticles embedded in a polydimethylsiloxane elastomer ［J］. Energy Environ. Sci.， 2014， 7（10）： 3338-3346. doi: 10.1039/c4ee01776ehttp://dx.doi.org/10.1039/c4ee01776e

BAI Y Q， GUO X P， TIAN B R， et al. Self-charging persistent mechanoluminescence with mechanics storage and visualization activities ［J］. Adv. Sci.， 2022， 9（28）： 2203249-1-9. doi: 10.1002/advs.202203249http://dx.doi.org/10.1002/advs.202203249

HU R， ZHANG Y， ZHAO Y， et al. Synergistic defect engineering and microstructure tuning in lithium tantalate for high-contrast mechanoluminescence of Bi3+： toward application for optical information display ［J］. Mater. Chem. Front.， 2021， 5（18）： 6891-6903. doi: 10.1039/d1qm00723hhttp://dx.doi.org/10.1039/d1qm00723h

ZHUANG Y X， TU D， CHEN C J， et al. Force-induced charge carrier storage： a new route for stress recording ［J］. Light Sci. Appl.， 2020， 9： 182-1-9. doi: 10.1038/s41377-020-00422-4http://dx.doi.org/10.1038/s41377-020-00422-4

CAI Y Y， LIU S B， ZHAO L， et al. Delayed stress memory by CaAl2O4∶Eu2+ mechanoluminescent phosphor with defect engineering regulation ［J］. J. Adv. Ceram.， 2022， 11（8）： 1319-1329. doi: 10.1007/s40145-022-0614-2http://dx.doi.org/10.1007/s40145-022-0614-2

潘鑫，庄逸熙，梅乐夫，等. 力致发光材料机制：回顾、进展及挑战［J］. 硅酸盐学报， 2022， 50（12）： 3147-3164.

PAN X， ZHUANG Y X， MEI L F， et al. Mechanism of mechanoluminescencent materials： review， progress and challenges ［J］. J. Chin. Ceram. Soc.， 2022， 50（12）： 3147-3164. （in Chinese）

HUANG Z F， CHEN B， REN B Y， et al. Smart mechanoluminescent phosphors： a review of strontium-aluminate-based materials， properties， and their advanced application technologies ［J］. Adv. Sci.， 2023， 10（3）： 2204925-1-44. doi: 10.1002/advs.202204925http://dx.doi.org/10.1002/advs.202204925

XU C N. Coatings ［M］. SCHWARTZ M. Encyclopedia of Smart Materials. New York： Wiley， 2002. doi: 10.1002/0471216275.esm015http://dx.doi.org/10.1002/0471216275.esm015

CHANDRA B P. Mechanoluminescence ［M］. VIJ D R. Luminescence of Solids. New York： Springer， 1988.

REYNOLDS G T. Piezoluminescence from a ferroelectric polymer and quartz ［J］. J. Lumin.， 1997， 75（4）： 295-299. doi: 10.1016/s0022-2313(97)00134-8http://dx.doi.org/10.1016/s0022-2313(97)00134-8

WALTON A J. Triboluminescence ［J］. Adv. Phys.， 1977， 26（6）： 887-948. doi: 10.1080/00018737700101483http://dx.doi.org/10.1080/00018737700101483

JHA P， CHANDRA B P. Survey of the literature on mechanoluminescence from 1605 to 2013 ［J］. Luminescence， 2014， 29（8）： 977-993. doi: 10.1002/bio.2647http://dx.doi.org/10.1002/bio.2647

CHANDRA B P， RATHORE A S. Classification of mechanoluminescence ［J］. Cryst. Res. Technol.， 1995， 30（7）： 885-896. doi: 10.1002/crat.2170300702http://dx.doi.org/10.1002/crat.2170300702

CHANDRA B P， BAGRI A K， CHANDRA V K. Mechanoluminescence response to the plastic flow of coloured alkali halide crystals ［J］. J. Lumin.， 2010， 130（2）： 309-314. doi: 10.1016/j.jlumin.2009.09.008http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2009.09.008

GRABEC I. Analogy between triboluminescence of rubber and acoustic emission in metals ［J］. Non⁃Destr. Test.， 1975， 8（5）： 258-260. doi: 10.1016/0029-1021(75)90046-8http://dx.doi.org/10.1016/0029-1021(75)90046-8

GRABEC I. Triboluminiscence of rubber ［J］. J. Polym. Sci. Polym. Lett. Ed.， 1974， 12（10）： 573-576. doi: 10.1002/pol.1974.130121007http://dx.doi.org/10.1002/pol.1974.130121007

ZHUANG Y X， XIE R J. Mechanoluminescence rebrightening the prospects of stress sensing： a review ［J］. Adv. Mater.， 2021， 33（50）： 2005925-1-33. doi: 10.1002/adma.202005925http://dx.doi.org/10.1002/adma.202005925

ZHANG H W， YAMADA H， TERASAKI N， et al. Ultraviolet mechanoluminescence from SrAl2O4∶Ce and SrAl2O4∶Ce， Ho ［J］. Appl. Phys. Lett.， 2007， 91（8）： 081905-1-3. doi: 10.1063/1.2772768http://dx.doi.org/10.1063/1.2772768

LI X， HU R， WANG X S， et al. Intense mechanoluminescence and photostimulated luminescence with less afterglow in Pr3+/Gd3+ co-doped LiTaO3 phosphors ［J］. J. Lumin.， 2021， 238： 118222-1-7. doi: 10.1016/j.jlumin.2021.118222http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2021.118222

SU M， LI P H， ZHENG S H， et al. Largely enhanced elastico-mechanoluminescence of CaZnOS∶Mn2+ by co-doping with Nd3+ ions ［J］. J. Lumin.， 2020， 217： 116777-1-8. doi: 10.1016/j.jlumin.2019.116777http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2019.116777

LI L J， WONDRACZEK L， PENG M Y， et al. Force-induced 1 540 nm luminescence： role of piezotronic effect in energy transfer process for mechanoluminescence ［J］. Nano Energy， 2020， 69： 104413-1-9. doi: 10.1016/j.nanoen.2019.104413http://dx.doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104413

JIA J N， GAO X W， ZOU G Z. Alkaline-earth-metal-ions blending enhanced self-activated and Bi3+-activated mechanoluminescence from Ca1-xBaxZnOS ［J］. Adv. Funct. Mater.， 2022， 32（46）： 2207881. doi: 10.1002/adfm.202207881http://dx.doi.org/10.1002/adfm.202207881

KAMIMURA S， YAMADA H， XU C N. Development of new elasticoluminescent material SrMg2（PO4）2∶Eu ［J］. J. Lumin.， 2012， 132（2）： 526-530. doi: 10.1016/j.jlumin.2011.09.033http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2011.09.033

ZHANG H W， YAMADA H， TERASAKI N， et al. Blue light emission from stress-activated CaYAl3O7∶Eu ［J］. J. Electrochem. Soc.， 2008， 155（5）： J128. doi: 10.1149/1.2890856http://dx.doi.org/10.1149/1.2890856

TU D， XU C N， FUJIO Y， et al. Mechanism of mechanical quenching and mechanoluminescence in phosphorescent CaZnOS∶Cu ［J］. Light Sci. Appl.， 2015， 4（11）： e356-1-7. doi: 10.1038/lsa.2015.129http://dx.doi.org/10.1038/lsa.2015.129

TERASAWA Y， XU C N， YAMADA H， et al. Near infra-red mechanoluminescence from strontium aluminate doped with rare-earth ions ［J］. IOP Conf. Ser.： Mater. Sci. Eng.， 2011， 18： 212013-1-4. doi: 10.1088/1757-899x/18/21/212013http://dx.doi.org/10.1088/1757-899x/18/21/212013

XIONG P X， PENG M Y. Near infrared mechanoluminescence from the Nd3+ doped perovskite LiNbO3∶Nd3+ for stress sensors ［J］. J. Mater. Chem. C， 2019， 7（21）： 6301-6307. doi: 10.1039/c9tc00242ahttp://dx.doi.org/10.1039/c9tc00242a

XIONG P X， PENG M Y， QIN K X， et al. Visible to near-infrared persistent luminescence and mechanoluminescence from Pr3+-doped LiGa5O8 for energy storage and bioimaging ［J］. Adv. Opt. Mater.， 2019， 7（24）： 1901107-1-11. doi: 10.1002/adom.201901107http://dx.doi.org/10.1002/adom.201901107

QIU G J， YE H H， WANG X S， et al. Intense piezoluminescence in LiTaO3 phosphors doped with Pr3+ ions ［J］. Ceram. Int.， 2019， 45（7）： 8553-8560. doi: 10.1016/j.ceramint.2019.01.173http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.01.173

LI J A， ZHOU J H， MAO Z， et al. Transient and persistent room-temperature mechanoluminescence from a white-light-emitting AIEgen with tricolor emission switching triggered by light ［J］. Angew. Chem.， 2018， 130（22）： 6559-6563. doi: 10.1002/ange.201800762http://dx.doi.org/10.1002/ange.201800762

SHARMA R， BISEN D P， DHOBLE S J， et al. Mechanoluminescence and thermoluminescence of Mn doped ZnS nanocrystals ［J］. J. Lumin.， 2011， 131（10）： 2089-2092. doi: 10.1016/j.jlumin.2011.05.020http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2011.05.020

TIAN B R， WANG Z F， SMITH A T， et al. Stress-induced color manipulation of mechanoluminescent elastomer for visualized mechanics sensing ［J］. Nano Energy， 2021， 83： 105860. doi: 10.1016/j.nanoen.2021.105860http://dx.doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105860

ZHANG N， TIAN B R， WANG Z F， et al. Intense mechanoluminescence in undoped LiGa5O8 with persistent and recoverable behaviors ［J］. Adv. Opt. Mater.， 2021， 9（13）： 2100137-1-8. doi: 10.1002/adom.202100137http://dx.doi.org/10.1002/adom.202100137

LI L J， WONDRACZEK L， LI L H， et al. CaZnOS∶Nd3+ emits tissue-penetrating near-infrared light upon force loading ［J］. ACS Appl. Mater. Interfaces， 2018， 10（17）： 14509-14516. doi: 10.1021/acsami.8b02530http://dx.doi.org/10.1021/acsami.8b02530

ZHANG J C， LONG Y Z， YAN X， et al. Creating recoverable mechanoluminescence in piezoelectric calcium niobates through Pr3+ doping ［J］. Chem. Mater.， 2016， 28（11）： 4052-4057. doi: 10.1021/acs.chemmater.6b01550http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b01550

LIANG A H， HU R， LI G R， et al. Intense mechanoluminescence， thermoluminescence and photoluminescence in Pr3+ doped K0.02Na0.98NbO3 ferroelectric phosphor ［J］. J. Lumin.， 2022， 247： 118866-1-5. doi: 10.1016/j.jlumin.2022.118866http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2022.118866

ZHANG J C， PAN C， ZHU Y F， et al. Achieving thermo-mechano-opto-responsive bitemporal colorful luminescence via multiplexing of dual lanthanides in piezoelectric particles and its multidimensional anticounterfeiting ［J］. Adv. Mater.， 2018， 30（49）： 1804644-1-9. doi: 10.1002/adma.201804644http://dx.doi.org/10.1002/adma.201804644

YANG X X， LIU R， XU X H， et al. Effective repeatable mechanoluminescence in heterostructured Li1-xNaxNbO3∶Pr3+ ［J］. Small， 2021， 17（46）： 2103441. doi: 10.1002/smll.202103441http://dx.doi.org/10.1002/smll.202103441

WANG X D， ZHANG H L， YU R M， et al. Dynamic pressure mapping of personalized handwriting by a flexible sensor matrix based on the mechanoluminescence process ［J］. Adv. Mater.， 2015， 27（14）： 2324-2331. doi: 10.1002/adma.201405826http://dx.doi.org/10.1002/adma.201405826

XIONG P X， HUANG B L， PENG D F， et al. Self-recoverable mechanically induced instant luminescence from Cr3+-doped LiGa5O8 ［J］. Adv. Funct. Mater.， 2021， 31（19）： 2010685-1-11. doi: 10.1002/adfm.202010685http://dx.doi.org/10.1002/adfm.202010685

WANG W X， WANG Z B， ZHANG J C， et al. Contact electrification induced mechanoluminescence ［J］. Nano Energy， 2022， 94： 106920. doi: 10.1016/j.nanoen.2022.106920http://dx.doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.106920

ZHOU J Y， GU Y， LU J Y， et al. An ultra-strong non-pre-irradiation and self-recoverable mechanoluminescent elastomer ［J］. Chem. Eng. J.， 2020， 390： 124473-1-7. doi: 10.1016/j.cej.2020.124473http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2020.124473

GUO X P， BIAN J L， BAI Y Q， et al. Trap-independent mechanoluminescence in ZnB2O4∶Mn2+/PDMS composite elastomer with self-recovery activity ［J］. Chem. Phys. Lett.， 2022， 787： 139235-1-6. doi: 10.1016/j.cplett.2021.139235http://dx.doi.org/10.1016/j.cplett.2021.139235

NING J J， ZHENG Y T， REN Y T， et al. MgF2∶Mn2+： novel material with mechanically-induced luminescence ［J］. Sci. Bull.， 2022， 67（7）： 707-715. doi: 10.1016/j.scib.2021.12.005http://dx.doi.org/10.1016/j.scib.2021.12.005

CHANDRA V K， CHANDRA B P， JHA P. Self-recovery of mechanoluminescence in ZnS∶Cu and ZnS∶Mn phosphors by trapping of drifting charge carriers ［J］. Appl. Phys. Lett.， 2013， 103（16）： 161113-1-5. doi: 10.1063/1.4825360http://dx.doi.org/10.1063/1.4825360

CHANDRA B P， CHANDRA V K， JHA P. Elastico-mechanoluminescence and crystal-structure relationships in persistent luminescent materials and Ⅱ⁃Ⅵ semiconductor phosphors ［J］. Phys. B Condens. Matter， 2015， 463： 62-67. doi: 10.1016/j.physb.2015.01.030http://dx.doi.org/10.1016/j.physb.2015.01.030

LIU Y， XU C N. Electroluminescent ceramics excited by low electrical field ［J］. Appl. Phys. Lett.， 2004， 84（24）： 5016-5018. doi: 10.1063/1.1763223http://dx.doi.org/10.1063/1.1763223

ZHANG J C， WANG X S， YAO X， et al. Strong elastico-mechanoluminescence in diphase （Ba，Ca）TiO3∶Pr3+ with self-assembled sandwich architectures ［J］. J. Electrochem. Soc.， 2010， 157（12）： G269. doi: 10.1149/1.3496667http://dx.doi.org/10.1149/1.3496667

ZHANG J C， WANG X S， YAO X， et al. Studies on AC electroluminescence device made of BaTiO3-CaTiO3∶Pr3+ diphase ceramics ［J］. Appl. Phys. Express， 2010， 3（2）： 022601-1-3. doi: 10.1143/apex.3.022601http://dx.doi.org/10.1143/apex.3.022601

ZHANG J C， FAN X H， YAN X， et al. Sacrificing trap density to achieve short-delay and high-contrast mechanoluminescence for stress imaging ［J］. Acta Mater.， 2018， 152： 148-154. doi: 10.1016/j.actamat.2018.04.011http://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2018.04.011

CHANDRA B P， XU C N， YAMADA H， et al. Luminescence induced by elastic deformation of ZnS∶Mn nanoparticles ［J］. J. Lumin.， 2010， 130（3）： 442-450. doi: 10.1016/j.jlumin.2009.10.010http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2009.10.010

ZHENG Z Z， BAI Y X， REN Y J， et al. Intrinsic and extrinsic defects build a novel mechanoluminescent phosphor Na2MgGeO4∶Mn2+ ［J］. J. Mater. Chem. C， 2021， 9（10）： 3513-3521. doi: 10.1039/d0tc05582dhttp://dx.doi.org/10.1039/d0tc05582d

PAN C， ZHANG J C， ZHANG M， et al. Intrinsic oxygen vacancies mediated multi-mechano-responsive piezoluminescence in undoped zinc calcium oxysulfide ［J］. Appl. Phys. Lett.， 2017， 110（23）： 233904-1-5. doi: 10.1063/1.4985012http://dx.doi.org/10.1063/1.4985012

MENG W， CAI P B， FU X Y， et al. Sensitive mechanoluminescence from Eu2+， Tm3+ co-doped Sr3Al2O5Cl2 phosphors ［J］. J. Lumin.， 2022， 248： 118983-1-5. doi: 10.1016/j.jlumin.2022.118983http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2022.118983

WANG W X， SUN Z Y， HE X Y， et al. How to design ultraviolet emitting persistent materials for potential multifunctional applications： a living example of a NaLuGeO4∶Bi3+， Eu3+ phosphor ［J］. J. Mater. Chem. C， 2017， 5（17）： 4310-4318. doi: 10.1039/c6tc05598bhttp://dx.doi.org/10.1039/c6tc05598b

VAN DEN EECKHOUT K， POELMAN D， SMET P F. Persistent luminescence in non-Eu2+-doped compounds： a review ［J］. Materials， 2013， 6（7）： 2789-2818. doi: 10.3390/ma6072789http://dx.doi.org/10.3390/ma6072789

VAN DEN EECKHOUT K， SMET P F， POELMAN D. Persistent luminescence in Eu2+-doped compounds： a review ［J］. Materials， 2010， 3（4）： 2536-2566. doi: 10.3390/ma3042536http://dx.doi.org/10.3390/ma3042536

ZHANG J C， XU C N， KAMIMURA S， et al. An intense elastico-mechanoluminescence material CaZnOS∶Mn2+ for sensing and imaging multiple mechanical stresses ［J］. Opt. Express， 2013， 21（11）： 12976-12986. doi: 10.1364/oe.21.012976http://dx.doi.org/10.1364/oe.21.012976

JIA Y， YEI M， JIA W Y. Stress-induced mechanoluminescence in SrAl2O4∶Eu2+， Dy3+ ［J］. Opt. Mater.， 2006， 28（8-9）： 974-979. doi: 10.1016/j.optmat.2005.05.014http://dx.doi.org/10.1016/j.optmat.2005.05.014

QIN S Y， BIAN J L， HAN Y， et al. Intense and efficient green mechanoluminescence in CaLaAl3O7 through Tb3+ doping ［J］. Mater. Res. Bull.， 2022， 145： 111535-1-7. doi: 10.1016/j.materresbull.2021.111535http://dx.doi.org/10.1016/j.materresbull.2021.111535

WANG Y J， FENG P， DING S S， et al. A promising route for developing yellow long persistent luminescence and mechanoluminescence in CaGa2O4∶Pr3+， Li+ ［J］. Inorg. Chem. Front.， 2021， 8（15）： 3748-3759. doi: 10.1039/d1qi00326ghttp://dx.doi.org/10.1039/d1qi00326g

VASANTHI B， GOPAKUMAR N， ANJANA P S. Structural， optical and luminescence properties of BaLaGa3O7∶xEu3+ ceramic phosphors ［J］. J. Lumin.， 2022， 241： 118486-1-5. doi: 10.1016/j.jlumin.2021.118486http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2021.118486

DING S S， CHEN P H， GUO H J， et al. Crystal structure and optical performance analysis of a new type of persistent luminescence material with multi-functional application prospects ［J］. J. Energy Chem.， 2022， 69： 150-160. doi: 10.1016/j.jechem.2021.12.047http://dx.doi.org/10.1016/j.jechem.2021.12.047

ZHANG J C， GAO N， LI L， et al. Discovering and dissecting mechanically excited luminescence of Mn2+ activators via matrix microstructure evolution ［J］. Adv. Funct. Mater.， 2021， 31（19）： 2100221-1-9. doi: 10.1002/adfm.202100221http://dx.doi.org/10.1002/adfm.202100221

LYU T S， DORENBOS P， XIONG P X， et al. LiTaO3∶Bi3+，Tb3+，Ga3+，Ge4+： a smart perovskite with high charge carrier storage capacity for X-ray imaging， stress sensing， and non-real-time recording ［J］. Adv. Funct. Mater.， 2022， 32（39）： 2206024-1-14. doi: 10.1002/adfm.202206024http://dx.doi.org/10.1002/adfm.202206024

PAN C， ZHANG J C， ZHANG M， et al. Trap-controlled mechanoluminescence in Pr3+-activated M2Nb2O7（M=Sr，Ca） isomorphic perovskites ［J］. Opt. Mater. Express， 2018， 8（6）： 1425-1434. doi: 10.1364/ome.8.001425http://dx.doi.org/10.1364/ome.8.001425

ZHANG H W， YAMADA H， TERASAKI N， et al. Green mechanoluminescence of Ca2MgSi2O7∶Eu and Ca2MgSi2O7∶Eu， Dy ［J］. J. Electrochem. Soc.， 2008， 155（2）： J55. doi: 10.1149/1.2816215http://dx.doi.org/10.1149/1.2816215

FANG H， QIU G J， LI J， et al. Sr2+ substitution for Ca2+ and Eu2+， Dy3+ co-doping enhance mechanoluminescence of CaAl2Si2O8 phosphors ［J］. J. Alloys Compd.， 2018， 763： 267-272. doi: 10.1016/j.jallcom.2018.05.294http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.05.294

JIANG T， ZHU Y F， ZHANG J C， et al. Multistimuli-responsive display materials to encrypt differentiated information in bright and dark fields ［J］. Adv. Funct. Mater.， 2019， 29（51）： 1906068-1-10. doi: 10.1002/adfm.201906068http://dx.doi.org/10.1002/adfm.201906068

FAN X H， ZHANG J C， ZHANG M， et al. Piezoluminescence from ferroelectric Ca3Ti2O7∶Pr3+ long-persistent phosphor ［J］. Opt. Express， 2017， 25（13）： 14238-14246. doi: 10.1364/oe.25.014238http://dx.doi.org/10.1364/oe.25.014238

BOTTERMAN J， VAN DEN EECKHOUT K， DE BAERE I， et al. Mechanoluminescence in BaSi2O2N2∶Eu ［J］. Acta Mater.， 2012， 60（15）： 5494-5500. doi: 10.1016/j.actamat.2012.06.055http://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2012.06.055

MATSUI H， XU C N， AKIYAMA M， et al. Strong mechanoluminescence from UV-irradiated spinels of ZnGa2O4∶Mn and MgGa2O4∶Mn ［J］. Jpn. J. Appl. Phys.， 2000， 39（12R）： 6582-6586. doi: 10.1143/jjap.39.6582http://dx.doi.org/10.1143/jjap.39.6582

MATSUI H， XU C N， LIU Y， et al. Origin of mechanoluminescence from Mn-activated ZnAl2O4： triboelectricity-induced electroluminescence ［J］. Phys. Rev. B， 2004， 69（23）： 235109-1-7. doi: 10.1103/physrevb.69.235109http://dx.doi.org/10.1103/physrevb.69.235109

LI L J， WONG K L， LI P F， et al. Mechanoluminescence properties of Mn2+-doped BaZnOS phosphor ［J］. J. Mater. Chem. C， 2016， 4（35）： 8166-8170. doi: 10.1039/c6tc02760ahttp://dx.doi.org/10.1039/c6tc02760a

ZHANG P， ZHENG Z Z， WU L， et al. Self-reduction-related defects， long afterglow， and mechanoluminescence in centrosymmetric Li2ZnGeO4∶Mn2+ ［J］. Inorg. Chem.， 2021， 60（23）： 18432-18441.

ZHANG J C， XUE X Y， ZHU Y F， et al. Ultra-long-delay sustainable and short-term-friction stable mechanoluminescence in Mn2+-activated NaCa2GeO4F with centrosymmetric structure ［J］. Chem. Eng. J.， 2021， 406： 126798. doi: 10.1016/j.cej.2020.126798http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2020.126798

YANG L， LI L， CHENG L X， et al. Intense and recoverable piezoluminescence in Pr3+-activated CaTiO3 with centrosymmetric structure ［J］. Appl. Phys. Lett.， 2021， 118（5）： 053901-1-5. doi: 10.1063/5.0039360http://dx.doi.org/10.1063/5.0039360

XIAO Y， XIONG P X， ZHANG S， et al. Deep-red to NIR mechanoluminescence in centrosymmetric perovskite MgGeO3∶Mn2+ for potential dynamic signature anti-counterfeiting ［J］. Chem. Eng. J.， 2023， 453： 139671. doi: 10.1016/j.cej.2022.139671http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2022.139671

WANG M Y， WU H， DONG W B， et al. Advanced luminescence anticounterfeiting based on dynamic photoluminescence and non-pre-irradiation mechanoluminescence ［J］. Inorg. Chem.， 2022， 61（6）： 2911-2919. doi: 10.1021/acs.inorgchem.1c03715http://dx.doi.org/10.1021/acs.inorgchem.1c03715

MATSUI H， XU C N， TATEYAMA H. Stress-stimulated luminescence from ZnAl2O4∶Mn ［J］. Appl. Phys. Lett.， 2001， 78（8）： 1068-1070. doi: 10.1063/1.1350429http://dx.doi.org/10.1063/1.1350429

SU L， JIANG Z Y， TIAN Z， et al. Self-powered， ultrasensitive， and high-resolution visualized flexible pressure sensor based on color-tunable triboelectrification-induced electroluminescence ［J］. Nano Energy， 2021， 79： 105431-1-10. doi: 10.1016/j.nanoen.2020.105431http://dx.doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105431

浏览量

561

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

发光学报 | 无机应力发光材料发光特性、发光机理及应用研究进展

近红外应力发光材料研究进展

新型应力发光材料Ca₅Ga₆O₁₄∶Sm³⁺制备及其性能

Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺, Eu³⁺发光性能及颜色调控

晶格中的缺陷与材料发光性质关系研究进展