最新刊期
      2021 年 第 42 卷 第 9 期

        封面文章

      • 刘雪晴,贺帅,张亮亮,潘国徽,武华君,吴昊,张家骅
        2021, 42(9): 1323-1330. DOI: 10.37188/CJL.20210145
        摘要：针对Er3+共掺增强BaSi2O2N2∶Eu2+发光效果的内在差异和可能机理进行了研究。通过XRD测试展示了共掺下的晶体结构，分析确认了样品纯度以及生长差异；为进一步研究差异的来源，监控了不同价态掺杂离子的发射光谱，对随Er3+含量变化的发射光谱规律性变化进行展示，进而分析得出Er3+共掺增强发光的内部物理机理是控制择优取向和对价态进行定向竞争调节；从发光体应用场景的温度范围需求进行了温度特性测试，展示了温度变化下的发射光谱变化。这项研究为调控发光强度、提高量子效率的工作提供了新的思路。  
        关键词：稀土发光材料;BaSi2O2N2∶Eu2+荧光粉;光致发光;热稳定性   
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        发布时间：2021-09-13

        特邀综述

      • 林继栋,王志斌,张瑞丹,黄烽,陈大钦
        2021, 42(9): 1331-1344. DOI: 10.37188/CJL.20210183
        摘要：近年来，全无机CsPbX3(X=Cl,Br,I)钙钛矿量子点在光电领域取得了极大的进展，但在外界环境刺激下(如光、热以及潮湿空气)会变质分解失效，限制了它们的实际应用。通过将钙钛矿量子点原位生长在玻璃基质中，利用无机玻璃致密的网络结构实现对量子点的无缝包覆，将量子点与外界环境隔绝，从而可以有效地解决量子点的稳定性问题，使其在固态照明、背光显示与防伪等领域具有更加广阔的应用前景。本文综述了全无机CsPbX3钙钛矿量子点玻璃的制备方法及其优异的特性，对近年来在各应用领域的进展进行了概述，以期为全无机CsPbX3钙钛矿量子点荧光玻璃的发展应用提供思路和参考。  
        关键词：钙钛矿量子点;玻璃;原位生长;稳定性;照明与显示   
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        发布时间：2021-09-13
      • 章伟,何梦婷,乔旭升,樊先平
        2021, 42(9): 1345-1364. DOI: 10.37188/CJL.20210148
        摘要：Mn4+激活的红色荧光粉具有宽带吸收、窄带发射、色纯度高以及成本低的特点，在白光发光二极管(Light emitting diode,LED)室内照明、农业上辅助植物生长、背光显示等领域的研究备受关注。本文综述了Mn4+激活的典型LED用红色荧光粉研究进展。首先讨论了Mn4+发光的晶体场理论，归纳了近来报道的Mn4+激活氟化物与铝酸盐荧光粉；然后总结了如何从机理上优化光谱学性能、改善热猝灭性能和湿化学稳定性；最后说明了尚待解决的问题并展望了未来发展趋势。  
        关键词：LED;光致发光;Mn4+;红色荧光粉   
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        发布时间：2021-09-13

        材料合成及性能

      • 魏忆,李国岗
        2021, 42(9): 1365-1375. DOI: 10.37188/CJL.20210141
        摘要：采用高温固相法合成了系列K4CaGe3O9∶xBi3+ (0.003≤x≤0.10)荧光粉材料。通过精细Rietveld结构精修、光致激发和发射光谱、X射线光电子衍射及热稳定性等手段对晶体结构和发光性能进行了研究。实验结果表明，在紫外光激发下，Bi3+展现了半高宽低至43 nm的窄带蓝光发射。这是由于K4CaGe3O9基质拥有高对称性的晶体结构。与此同时，制备的K4CaGe3O9∶xBi3+ (0.003≤x≤0.10)荧光粉材料展现了卓越的发光热稳定性，在423 K时，发光强度可以保持在室温状态下的83%。上述研究证明制备的K4CaGe3O9∶xBi3+ (0.003≤x≤0.10)荧光粉材料在白光发光二极管(LED)或背光显示中有潜在的应用前景。在高对称性晶体结构中掺杂Bi3+实现窄带发光的研究思路可以为未来窄带荧光粉的研发提供理论研究基础和科学依据。  
        关键词：Bi3+掺杂;高对称晶体结构;窄带发光;蓝光发射   
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        发布时间：2021-09-13
      • 李婉璐,戴鹏鹏
        2021, 42(9): 1376-1385. DOI: 10.37188/CJL.20210178
        摘要：通过高温固相法成功合成了系列宽带发射且发光颜色可调的Ba1-xAl12O19∶xCe3+(0.01≤x≤0.09)荧光粉。X射线衍射、扫描电子显微镜和能量色散X射线能谱元素映射图像结果证明合成了纯相且元素分布均匀的铝酸盐荧光粉。在361 nm近紫外光激发下，随着Ce3+掺杂浓度逐渐增加，Ba1-xAl12O19∶xCe3+样品的发光强度逐渐增强且发光颜色由蓝光逐渐调节到青光。在x=0.05 mol时，Ba0.95Al12O19∶0.05Ce3+样品发光强度达到最大值，荧光内量子产率为30.8%。稳态光谱和荧光寿命结果证实， 当Ce3+掺杂浓度大于0.05 mol时，Ba1-xAl12O19∶xCe3+样品发生浓度猝灭，该浓度猝灭主要归因于邻近的Ce3+-Ce3+之间的能量传递。Ba0.95Al12O19∶0.05Ce3+样品表现出光谱覆盖范围为365~650 nm、主峰位于450 nm的青光发射，其半高宽为120 nm。该不对称的宽发射带主要源于占据基质晶格中Ba1和Ba2格位的两个Ce3+发光中心。将Ba0.95Al12O19∶0.05Ce3+和商用红色荧光粉混合制备出简单的可被紫外光(λex=365 nm)激发的二色pc-WLEDs，并实现了显色指数和相关色温可调的全可见光谱白光。 该宽带青色发光的Ba0.95Al12O19∶0.05Ce3+荧光粉在全光谱照明领域具有潜在应用。  
        关键词：宽带发射;青色光谱间隙;Ce3+掺杂;铝酸盐;全光谱   
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        发布时间：2021-09-13
      • 曹云锋,李旭萍,卢建军
        2021, 42(9): 1386-1395. DOI: 10.37188/CJL.20210181
        摘要：基于热活化延迟荧光的双发射有机材料，由于具有两种颜色的发光波长，且至少有一种发射的衰减寿命在微秒级以上，因此在白色有机发光二极管、多功能探针与传感、高质量生物成像、防伪等领域具有很大的应用前景。为了合理地设计基于热活化延迟荧光的双发射有机电子给体-受体型材料，最为关键的是研究分子结构与光物理性质之间的构效关系。本文将基于热活化延迟荧光的双发射有机电子给体-受体型分子，根据其发光属性分为三类:热活化延迟荧光-荧光双发射、热活化延迟荧光-磷光双发射和双热活化延迟荧光发射，进一步对其分子设计原则、发光机制和最新进展做出了简要综述，并展望了其发展前景。  
        关键词：热活化延迟荧光;双发射;分子设计;发光机制   
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        发布时间：2021-09-13
      • 张琼,吴悦嘉,冯艳琴,孙立伟,戴俊
        2021, 42(9): 1396-1402. DOI: 10.37188/CJL.20210195
        摘要：报道了Cs0.05FA0.79MA0.16PbI2.52Br0.48钙钛矿薄膜的变温光致发光特性. 采用一步旋涂法，用氯苯作反溶剂制备了Cs0.05FA0.79MA0.16PbI2.52Br0.48钙钛矿薄膜，并对其表面形貌和结晶质量进行了表征. X射线衍射(XRD)分析结果表明其为四方钙钛矿结构. 钙钛矿薄膜表面均匀致密，晶粒尺寸约为300 nm. 在5~200 K温度范围内测量了光致发光强度，结果表明，光致发光光谱连续蓝移约9.36 nm，没有相变引起的反转红移. 光致发光强度随温度的升高呈双指数降低，由Arrhenius方程拟合得到了两个热激活能. 通过玻色-爱因斯坦双谐振子模型对光学带隙进行了拟合，并对非重整化带隙能量、声学声子能量和光学声子能量也进行了拟合. 通过Segall公式拟合光致发光的半峰宽(FWHM)，研究了激子-声子相互作用对光致发光展宽的影响. 在10 K和100 K时，光致发光主要来自激子复合；而在200 K时，辐射复合主要来自自由-束缚对和施主-受主对，这意味着缺陷相关的光致发光是在高温下产生的. 本文详细的光学参数可以为钙钛矿型光电器件的研究提供物理基础.  
        关键词：钙钛矿薄膜;变温光致发光;激子-声子相互作用   
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        发布时间：2021-09-13
      • 赵文超,文政绩,周子骥,谈冲,李世民,孙艳,戴宁,郝加明
        2021, 42(9): 1403-1411. DOI: 10.37188/CJL.20210180
        摘要：近年来，利用金属纳米结构表面等离激元共振提高半导体材料的发光效率取得了重要进展，但是相关结构体系面临着加工技术复杂、重复性差等缺点。本文报道了一种新型超薄、大面积、共振可调的平面双层纳米媒质用于增强量子点发光，其结构由深亚波长厚度、高吸收率特性的氧化铜(CuO)薄膜和金(Au)薄膜构成。实验结果显示，通过改变CuO薄膜厚度可以灵活调节CuO/Au双层堆栈结构的反射光谱，以其为基底旋涂CsPbBr3钙钛矿量子点后与裸石英旋涂CsPbBr3量子点参考样品相比实现了最大7倍的荧光发光增强。理论分析表明，荧光增强效应与强光学非对称法布里-珀罗薄膜干涉引起的高效光吸收和局域场增强导致的自发辐射速率加快相关。  
        关键词：荧光增强;CsPbBr3量子点;深亚波长;F-P干涉;自发辐射速率   
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        发布时间：2021-09-13
      • 陈畅,张琦,王大校,苏梦磊,韦玮
        2021, 42(9): 1412-1418. DOI: 10.37188/CJL.20210136
        摘要：宽带荧光转换发光二极管(LED)用荧光玻璃具有良好的热稳定性和光学性质，可以避免传统的有机树脂封装荧光粉方案中存在的热稳定性差和重吸收问题，提高LED的使用寿命和发光效率。本文采用熔融淬冷法制备了一种连续可调宽光谱的Ce3+/Mn2+共掺氟硅酸盐玻璃，并对其发光性能进行了研究。为了探究Ce3+/Mn2+之间的能量传递，分别制备了掺Ce3+、掺Mn2+氟硅酸盐玻璃作为比对。结果表明，在紫外光激发下，可以观察到Ce3+对Mn2+发光的敏化现象，分别由掺Ce3+荧光玻璃的蓝光发射和掺Mn2+荧光玻璃的黄色发射，拓展为Ce3+/Mn2+共掺荧光玻璃的白光宽光谱发射，范围为380~780 nm；对比掺Mn2+的荧光玻璃，Ce3+/Mn2+共掺荧光玻璃中Mn2+的发光强度提升了3倍；随着Mn2+浓度从0.8%增加到2.0%,Ce3+向Mn2+的能量传递效率从12.5%提升至24.2%。此外，通过调节紫外激发波长(353~369 nm)，实现了从蓝光到红光区域的连续可调宽带发射。这种新型Ce3+/Mn2+共掺玻璃有望替代目前常规的多组分荧光粉LED光源应用于分光光度计、荧光光谱仪等光学领域。  
        关键词：荧光玻璃;Ce3+/Mn2+共掺;宽光谱;能量传递   
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        发布时间：2021-09-13

        器件制备及器件物理

      • 韩文国,延凤平,冯亭,程丹,李挺,白卓娅,秦齐,杨丹丹,张鲁娜,郭颖,王伟,关彪,张璇
        2021, 42(9): 1419-1426. DOI: 10.37188/CJL.20210215
        摘要：提出了一种基于光纤Bragg光栅Fabry-Pérot (F-P)窄带滤波器和复合双环腔滤波器的单纵模掺铥光纤激光器。通过对复合双环腔进行数值仿真并实验制作，结合光纤Bragg光栅F-P滤波器的窄带滤波特性，实现了光纤激光器的单纵模选取。激光器输出波长为1 941.56 nm，光信噪比为55.8 dB,70 min内的波长和功率波动分别小于0.019 nm和1.464 dB。由自制的基于非平衡迈克尔逊干涉仪线宽测试系统测量了所提出的掺铥光纤激光器输出单纵模激光的频率噪声特性，并用β线方法由频率噪声谱估计了不同测量时间下的激光线宽，2 ms测量时间下的典型激光线宽值为14.194 kHz。  
        关键词：光纤激光器;掺铥光纤;单纵模;光纤光栅   
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        发布时间：2021-09-13

        发光学应用及交叉前沿

      • 王会镇,薛松松,周霞,刘家琴,解正峰
        2021, 42(9): 1427-1435. DOI: 10.37188/CJL.20210134
        摘要：以3-羟基-2-萘甲酰肼和4-二苯氨基苯甲醛为原料，设计合成了一种新型萘甲酰腙铜离子荧光探针L(N'-(4-(二苯胺基)亚苄基)-3-羟基-2-萘酰肼)，并通过1H NMR、13C NMR、HR-MS、IR和X射线单晶衍射法对L的结构进行了表征。在H2O/DMSO(V∶V=3∶7,pH=7)溶液体系中，可以高选择性和高灵敏性识别Cu2+。通过质谱法、核磁滴定和DFT计算对L与Cu2+可能的作用机理进行了研究。通过将L掺杂到聚丙烯酰胺(PAM)中，制备了凝胶(PAML)。研究表明，PAML对Cu2+有很好的吸附性能，且不受其他离子的干扰，对水中Cu2+去除率可以达到96.99%，并且在紫外灯下通过肉眼很容易进行区分。之后通过SEM-EDS对PAML吸附前后的微观形貌和成分进行了分析。  
        关键词：酰腙;铜离子;荧光探针;聚丙烯酰胺掺杂   
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        发布时间：2021-09-13

        发光产业及技术前沿

      • 李晓珍,熊传兵,汤英文,郝冬辉
        2021, 42(9): 1436-1445. DOI: 10.37188/CJL.20210199
        摘要：高功率密度的陶瓷封装LED器件在大电流工作时，其顶面发光均匀性是该类器件的关键指标。本文在3.5 mm×3.5 mm的氮化铝陶瓷基板上金锡共晶了1.905 mm×1.830 mm(75 mil×72 mil)的LED倒装蓝光大功率芯片，然后分别制作成蓝光器件和白光器件，并分别对器件顶面的微区发光均匀性进行了研究。结果表明，蓝光器件在电流<3 A时，其顶面光强分布均匀，均匀性受N电极孔和电极间隙的影响较小；在4~8 A电流时，蓝光器件顶面光强分布不均匀，贯穿N电极孔测试区的光强大于电极孔之间测试区的光强，电极间隙区光强最低，离N电极孔越远的测试点光强越低；蓝光器件在8 A时整体光强达到饱和，而不同微区的光饱和程度及峰值波长随电流的变化有所不同；白光器件在0~4 A电流时，其顶面光强分布均匀。  
        关键词：微区发光;倒装芯片;电极孔;电极间隙   
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