最新刊期

    2024 45 1

      封面文章

    • 刘念,罗家俊,杜培培,刘征征,杜鹃,唐江
      2024, 45(1): 1-10. DOI: 10.37188/CJL.20230231
      摘要:热蒸发法是实现钙钛矿发光二极管商业化显示应用的可靠技术。然而,热蒸发沉积的钙钛矿薄膜的PLQY经常较低,并且钝化手段不如溶液法丰富。本文报道了一种通过原位共蒸技术将钝化剂引入钙钛矿层的方法,这种方法能够钝化真空沉积钙钛矿中的缺陷,增强辐射复合,并提高钙钛矿的PLQY。氧膦基团与不饱和位点形成配位络合,钝化了钙钛矿的晶界缺陷,并抑制了带尾态缺陷。基于最佳比例的钙钛矿薄膜所制备的LED器件表现出最大6.3%的EQE,最大亮度为35 642 cd/m2。更进一步地,基于全真空的器件制备工艺,获得了最大EQE为5.0%的312 ppi高分辨率PeLEDs。总之,本文为热蒸发PeLEDs的缺陷钝化提供了有用的指导,证明热蒸发PeLEDs在效率和亮度提升方面具有巨大潜力,并具备商业化前景。  
      关键词:钙钛矿发光二极管;热蒸发;缺陷钝化;像素化   
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      发布时间:2024-02-07

      特邀综述

    • 吴君,曲松楠
      2024, 45(1): 11-24. DOI: 10.37188/CJL.20230267
      摘要:碳点(CDs)作为一种新型光热纳米材料引起了肿瘤治疗领域的关注。然而,作为光热剂,碳点在深红(DR)至近红外(NIR)区域的光热转换效率有限。此外,碳点对肿瘤组织的靶向性也是急需解决的一个重要问题。本综述介绍了一些增强碳点深红或近红外吸收和光热转换效率的实用策略,包括尺寸调整、元素掺杂、表面修饰、半导体耦合和生物大分子包覆等。基于这些策略可以构建合适的碳点及其复合物,实现对肿瘤的靶向光热治疗。最后,我们希望建立高效的肿瘤识别和光热治疗一体化系统,实现碳点在肿瘤治疗中的临床应用,并为解决肿瘤相关问题和促进健康发展提供重要的科学意义和应用价值。  
      关键词:碳点;近红外吸收;光热特性;光热疗法   
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      发布时间:2023-11-30
    • 韩继光,柴英俊,李晓明
      2024, 45(1): 25-43. DOI: 10.37188/CJL.20230239
      摘要:X射线探测技术在医疗诊断、安防检测和科学研究等领域有着广泛的应用,直接型X射线探测器拥有更高的理论探测效率、空间和能量分辨率,受到了国内外的广泛关注。钙钛矿材料因其X射线衰减系数大、体电阻率高、光学带隙合适以及易大面积制造等优势,成为直接型X射线探测器的理想材料。随着对探测性能的需求的不断提高,合理的器件结构设计显得尤为重要。本文从电极工程和能带工程两个方面出发,综述了有关直接型钙钛矿X射线探测器器件结构设计的最新进展。最后,我们对这些研究进展进行了总结,并对未来的发展进行了展望。我们希望这篇综述能为研究者们提供参考和启发。  
      关键词:钙钛矿X射线探测器;器件结构;电极工程;能带工程;异质结   
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      发布时间:2023-11-14

      材料合成及性能

    • 严维鹏,李斌康,段宝军,宋岩,宋顾周,马继明
      2024, 45(1): 44-58. DOI: 10.37188/CJL.20230270
      摘要:二维有机⁃无机钙钛矿材料因具有优良的发光性能被广泛研究,在X/γ/中子射线探测和成像方面有较好的应用前景,其闪烁性能甚至超过了商用闪烁体。本文从射线与物质相互作用原理和二维有机⁃无机钙钛矿材料的基本发光性质出发,介绍了二维钙钛矿闪烁体相比传统闪烁体的发光优势,综述了其在射线探测领域的最新成果。最后,提出了目前面对的技术挑战和潜在解决方案,并对二维有机⁃无机钙钛矿闪烁体的未来发展趋势进行了展望。  
      关键词:二维有机-无机钙钛矿;闪烁性能;辐射探测   
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      发布时间:2023-11-27
    • 陈晓钢,赵梦云,蔡俊虎,李恭明,查楠,叶芸,徐胜,郭太良,陈恩果
      2024, 45(1): 59-68. DOI: 10.37188/CJL.20230264
      摘要:量子点(Quantum dots)由于具有优异的光电特性,广泛应用于发光与显示、太阳能电池、光催化等领域,它的发现和合成获得了2023年诺贝尔化学奖。采用量子点色转换的Micro⁃LED全彩化显示技术无需巨量转移,有望实现大规模量产,然而,量子点在高强度Micro⁃LED出光激发下的性能和寿命仍存在局限。基于此,本文研究了基于量子点@有序介孔(QDs@SBA⁃15)复合材料的Micro⁃LED色转换技术及其特性,有序介孔分子筛载体独特的孔道结构不仅能够有效提升Micro⁃LED色转换和光提取效率,且致密的有序介孔材料也一定程度上保障了量子点的稳定性。首先,通过时域有限差分方法(FDTD)建立了Micro⁃LED仿真模型,探究量子点粒径和有序介孔材料的孔径对光提取效率的影响;基于仿真结果指导,进一步采用物理共混法制备了QDs@SBA⁃15复合材料,通过透射光谱、荧光激发光谱、紫外⁃可见光吸收谱等手段对其进行表征并确定浓度配比;最后,将该复合材料与聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合固化成膜,并研究了其光致发光性能。实验结果发现,量子点粒径和介孔材料孔径的匹配度以及量子点和有序介孔材料的比例浓度是影响QDs@SBA⁃15复合材料发光效率及Micro⁃LED色转换性能的关键因素;通过优化,所得复合材料可获得优异的发光性能以及良好的环境稳定性,相比于纯量子点色转换层,复合材料的光提取效率提升了81.73%,复合材料的环境稳定性提升了14.33%,以Micro⁃LED作为蓝光光源组成的三基色发光器件工作色域达到了104.52% NTSC。本研究为量子点色转换Micro⁃LED显示技术提供了理论指导,为实现Micro⁃LED全彩化开辟了新路径。  
      关键词:量子点;有序介孔材料;色转换;Micro-LED   
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      发布时间:2023-11-30
    • 陈晓丽,陈佩丽,卢思,朱艳青,徐雪青,苏秋成
      2024, 45(1): 69-77. DOI: 10.37188/CJL.20230243
      摘要:采用氢氟酸(HF)原位注入法制备了InP/GaP/ZnS量子点。通过紫外/可见/近红外光谱、光致发光光谱、透射电镜、球差校正透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等测试手段分析了HF对InP量子点的发光性能影响。实验结果表明,HF刻蚀减少了量子点表面氧化缺陷状态,有效控制了InP核表面的氧化,并且原子配体形式的F-钝化了量子点表面的悬挂键,显著提升了量子点的光学性能。HF处理的InP/GaP/ZnS量子点具有最佳的发光性能,PLQY高达96%。此外,用HF处理InP/GaP/ZnS量子点制备的发光二极管,其发光的电流效率为6.63 cd/A,最佳外量子效率(EQE)为3.83%。  
      关键词:HF;InP/GaP/ZnS量子点;光学性能;发光二极管   
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      发布时间:2023-11-23
    • 孙静,樊志杰,杜纪宽,董海亮,王华
      2024, 45(1): 78-85. DOI: 10.37188/CJL.20230261
      摘要:以噻吨酮作为受体、3,6⁃(二咔唑基)三咔唑作为给体设计合成了一种具有延迟荧光特性的Y型分子(TX⁃TCz)。模拟计算表明化合物HOMO和LUMO能级完全分离且在苯环上存在较小的重叠,有助于获得小的S1和T1的能级差ΔEST。随着溶剂极性的增加,化合物发射峰发生明显的红移且由于电荷转移态和局域激发态的共存产生了双峰发射。在纯膜中TX⁃TCz的发射峰位于513 nm,量子产率为11.5%。基于低温下荧光和磷光发射峰,计算得到化合物的ΔEST为0.03 eV,并且检测到μs级的寿命,说明化合物具有延迟荧光发射。与此同时,化合物展示了良好的热稳定性能和电化学性能,有助于制备高性能OLED器件。其在掺杂浓度为5%(wt)的器件中展示了良好的蓝光性能,发射峰位于463 nm,最大外量子效率为1.53%;在非掺杂器件中展示了良好的绿光发射(522 nm),最大外量子效率达到1.81%。  
      关键词:OLED;Y型分子;蓝光/绿光;延迟荧光   
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    • 王小伟,孙军,袁江波,张宏科,毛涛,王晨,何海晓,田密,刘凯鹏,杨丹丹,李江楠
      2024, 45(1): 86-93. DOI: 10.37188/CJL.20230255
      摘要:设计合成了一种以蒽[2,3⁃b]苯并呋喃为核心的新型化合物,通过给体咔唑基团修饰得到化合物2⁃(蒽[2,3⁃b]苯并呋喃⁃3⁃基)⁃9⁃苯基⁃9H⁃咔唑(ABPCz)。经过掺杂器件研究,ABPCz可以实现蓝光发射,最大电流效率为8.79 cd/A,最大外量子效率为7.8%,CIE(0.17,0.23),峰值光谱448 nm,在476 nm处有较强的肩峰,在 1 000 cd/m2初始亮度下测试器件LT90(亮度衰减到初始亮度的90%)寿命达到153 h。结果表明,蒽[2,3⁃b]苯并呋喃经过咔唑基修饰可以得到高效、长寿命的蓝光器件,这为设计开发高性能蓝光材料提供了一个新途径。  
      关键词:有机电致发光;蒽[2,3-b]苯并呋喃;蓝光;荧光材料   
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      发布时间:2023-11-30
    • 张鑫鑫,宋建宇,雷云龙,沈龙海,张亮亮
      2024, 45(1): 94-102. DOI: 10.37188/CJL.20230262
      摘要:亚微米尺寸K2SiF6∶Mn4+荧光粉被认为是Micro⁃LED显示领域的变革性技术,但是小粒径K2SiF6∶Mn4+荧光粉的合成技术不成熟,难以实现亚微米尺度下的高效发光。因此,本文报道了一种亚微米级K2SiF6∶Mn4+荧光粉的沉淀合成新方法。经荧光光谱分析,该荧光粉在450 nm蓝光激发下展现出典型的Mn4+红色发光,其内量子效率高达94.9%。经扫描电子显微镜(SEM)观察,合成的荧光粉粒径分布在150 ~ 450 nm范围。该荧光粉具备良好的热猝灭性能,在443 K可保持室温发光强度的102%。将绿色荧光粉β⁃sialon∶Eu2+和K2SiF6∶Mn4+混合涂覆在蓝光芯片上制成白光LED,其色域覆盖范围达到133% NTSC,在驱动电流从10 mA增加到120 mA的情况下,色温波动~10%、显色指数波动~2%,总体性能保持稳定。本文将为亚微米尺寸K2SiF6∶Mn4+ 荧光粉的合成提供新的方法,以促进Micro⁃LED显示技术的进一步发展。  
      关键词:荧光粉;亚微米尺寸;Mirco-LED;合成方法   
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      发布时间:2023-11-21
    • 赵见国,索博研,徐儒,王书昶,张惠国,常建华
      2024, 45(1): 103-110. DOI: 10.37188/CJL.20230252
      摘要:随着人们对照明光源品质要求的不断提高,单一的指标参数已不能完全满足对LED的评价。本文研究了荧光粉配比和激发波长对白光LED的显色指数、光谱功率分布的蓝光危害占比指数、光谱连续度和光效等参数的影响。研究发现,合适的荧光粉种类和配比可以降低荧光粉之间的二次吸收、减少能量损失、光线衰减以及光谱的畸变,实现白光LED品质的提升。此外,不同波长蓝光LED激发荧光粉的优势各不相同,通过组合使用,可提高白光LED的显色指数、光谱连续度,降低光谱功率分布的蓝光危害占比指数。本文采用普通商用450 nm和460 nm的蓝光LED芯片激发优化后的荧光粉,显著提高了白光LED的品质,其显色指数、光谱功率分布的蓝光危害占比指数、光谱连续度和光效分别为97.4、26.3%、93.6%和98.75 lm/W。本研究为高品质白光LED的制备提供了完备的参考依据,有利于推动高品质白光LED的普及。  
      关键词:高品质LED;激发波长;荧光粉配比   
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      发布时间:2023-11-21
    • 刘艳婷,黄飞飞,沈丹阳,华有杰,张军杰,徐时清
      2024, 45(1): 111-124. DOI: 10.37188/CJL.20230274
      摘要:随着软玻璃光纤的发展和光纤激光器的进步,越来越多的研究人员采用以软玻璃光纤代替石英光纤的方式,得到高功率中红外超连续谱光源。通过广泛阅读国内外关于氟化物玻璃光纤、硫系玻璃光纤和碲酸盐玻璃光纤等软玻璃光纤产生超连续谱的相关文献,本文综述了近年来利用这三类光纤产生中红外超连续谱光源的研究进展。目前氟化物玻璃光纤在实验中的应用最为广泛,且研发进度较快,获得的中红外超连续谱覆盖范围在2~5 μm,最大输出功率可达30 W;硫系玻璃光纤产生的中红外超连续谱光源带宽可达10 μm以上,但输出功率较低;碲酸盐玻璃光纤由于材料中羟基难以去除,在中红外超连续谱的实验中进展较为缓慢;而氟碲酸盐光纤在近几年发展迅速,可能成为未来中红外超连续谱研究的理想介质。  
      关键词:超连续谱;中红外;软玻璃光纤;非线性光纤   
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      发布时间:2023-11-30

      器件制备及器件物理

    • 刘永岩,田颖,杨雪莹,蔡恩林,李兵朋,张军杰,徐时清
      2024, 45(1): 125-138. DOI: 10.37188/CJL.20230258
      摘要:3 μm激光处于分子指纹区,在医疗外科、气体检测、军事应用等领域都有重要的应用价值。Er3+∶ZBLAN光纤激光器具有效率高、可集成的优点,是3 μm激光的主要输出方式。本文从铒离子跃迁产生3 μm激光出发,围绕Er3+∶ZBLAN光纤激光器,介绍了3 μm激光产生的结构原理及能级系统,总结了实现该波段高功率连续输出和脉冲输出的技术方案和研究进展,重点介绍了基于不同材料可饱和吸收体的调Q和锁模激光器实验研究,并对目前实现3 μm波段高功率输出需要解决的问题进行了分析,最后对Er3+∶ZBLAN激光器的发展方向进行了展望。  
      关键词:3 μm激光;掺Er3+光纤;光纤激光器;脉冲激光   
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      发布时间:2023-11-23
    • 周博明,覃子晟,王姝欢,杨棕媛,江苇瑶,赵赫然,曹鹏,鲍民杰,程惠宁,季亚楠
      2024, 45(1): 139-148. DOI: 10.37188/CJL.20230248
      摘要:近红外光(NIR)探测技术在军事、通信和工业应用中发挥着重要的作用,巨大的市场需求带动了NIR光电探测器(PDs)研究的快速发展。具有双光子或多光子泵浦特性的稀土掺杂上转换纳米颗粒(UCNPs)可以将NIR光子转换为可见光子或紫外光子,并被禁带宽度更宽的半导体吸收,进而制备出性能优异的上转换PDs。然而,NIR窄带上转换PDs的实现仍然面临一些困难,例如稀土离子荧光量子效率低、需要高泵浦阈值才能实现可探测的上转换发光。在此,我们利用NaYF4∶4%Er UCNPs与钙钛矿半导体层相结合,实现了1 550 nm的窄带上转换PDs。通过使用具有局域表面等离子体共振效应的银纳米棒层(Ag NRs)增强了UCNPs的上转换发光,从而降低了上转换PDs的泵浦阈值。基于Ag NRs/NaYF4∶4%Er UCNPs/MAPbI3 复合结构的PDs的最佳响应度(R)和探测率(D*)分别约为48.5 mA/W和5.7×108 Jones。与纯UNCP/MAPbI3 PDs相比,R和D*均提高了一个数量级。我们成功地构建了一种简单的策略来制造出稳定的近红外窄带PDs。  
      关键词:上转换发光;局域表面等离子体共振;局域场调制;窄带近红外光电探测器   
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      发布时间:2023-11-23
    • 王帅坤,仲莉,林楠,刘素平,马骁宇
      2024, 45(1): 149-156. DOI: 10.37188/CJL.20230245
      摘要:搭建了基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模的全保偏皮秒脉冲光纤激光器,对比分析了以多量子阱和体材料作为可饱和吸收层的SESAM对锁模激光器输出特性的影响。实验结果表明,多量子阱和体材料SESAM均可实现稳定的自启动锁模。随着量子阱周期数的增加,SESAM调制深度增大,激光器输出脉冲宽度变窄,具有更高的输出功率和更大的锁模区间。但量子阱周期数过高的SESAM具有较大非饱和损耗,使得相同泵浦功率下输出功率降低。在相同调制深度下,体材料SESAM的非饱和损耗偏大,降低了输出功率和光光转化效率,但对脉冲的窄化作用更显著。SESAM对输出脉冲的波长和光谱宽度无显著影响,主要受光纤布拉格光栅(FBG)控制。本文对SESAM的设计与选型具有一定指导意义。  
      关键词:光纤激光器;半导体可饱和吸收镜;超短脉冲;输出特性   
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      发布时间:2023-11-21

      发光学应用及交叉前沿

    • 陈志山,徐朋飞,张绍安,李杨
      2024, 45(1): 157-168. DOI: 10.37188/CJL.20230237
      摘要:液体活检技术的兴起为黑色素瘤的快速、准确诊断提供了新的机遇。然而,普通循环肿瘤细胞活检基于上皮黏附蛋白进行阳性富集,但信号标记的有机荧光探针存在量子效率低的问题,导致检测黑色素瘤循环肿瘤细胞时准确率和灵敏度较低。本文以高量子效率的金属卤化物钙钛矿量子点作为信号标记物,以黑色素瘤来源的外泌体作为生物识别分子,构建了一种用于黑色素瘤液体活检的循环肿瘤细胞检测新策略。与商品化的上皮细胞黏附蛋白富集策略相比,本研究报道的复合探针检测新策略,其检测灵敏度提高了一个数量级,并且具有良好的亲水性和低毒性。实验结果证明了外泌体引导的金属卤化物钙钛矿量子点指示的黑色素瘤循环肿瘤细胞检测新策略具有理想的应用前景。  
      关键词:黑色素瘤;外泌体;循环肿瘤细胞;金属卤化物钙钛矿;液体活检   
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      发布时间:2023-11-16
    • 崔宇铭,李军军,李伟,孙晶,吴雪松
      2024, 45(1): 169-176. DOI: 10.37188/CJL.20230253
      摘要:金属离子过量使用会造成环境污染,危及人类健康。因此,对相关金属离子进行检测显得尤为重要。发光金属有机框架(Luminescent metal⁃organic frameworks,LMOFs)因其具备高色纯度、超高孔隙率和可调结构等优势,被视为简单有效且有前途的荧光传感材料。本文以3,5⁃二(4⁃咪唑⁃1⁃基)吡啶(Bip)为主配体,1,4⁃萘二甲酸(1,4⁃ndc)为辅助配体,Ni2+为中心离子,采取溶剂热法合成了一例二维金属有机框架[Ni2(Bip)2(1,4⁃ndc)2(H2O)6](记为CUST⁃756,其中CUST是Changchun University of Science and Technology缩写),并通过合成后修饰法制备了Eu3+@CUST⁃756复合发光材料。利用XRD、FT-IR和XPS对合成的CUST⁃756和Eu3+@CUST⁃756复合材料进行了基础表征。并且采用荧光光谱对样品进行了发光特性、金属离子传感性能及其机理研究。实验结果表明,Eu3+@CUST⁃756在甲醇溶液中具备优异的发光性能和良好的稳定性,Eu3+的引入使得材料可用于金属阳离子Cr3+、Fe3+检测。Cr3+离子的检出限(limit of detection,LOD)为5.44 μmol·L-1;Fe3+离子的LOD为7.51 μmol·L-1,与大多数LMOFs性能相近。  
      关键词:金属有机框架;合成后修饰;荧光检测   
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      发布时间:2023-11-30
    • 许盼英,李天依,王小卉,黎喆,王贵生
      2024, 45(1): 177-183. DOI: 10.37188/CJL.20230238
      摘要:实时便捷的pH检测对于环境监测和医学诊断等领域具有重要应用价值。本文通过溶胶⁃凝胶法制备了一种比率荧光毛细管pH传感器。该传感器以2.8⁃羟基芘⁃1,3,6⁃三磺酸三钠盐(8⁃hydroxy⁃pyrene⁃1,3,6⁃trisulfonate,HPTS)作为pH敏感的荧光探针,利用HPTS与十六烷基三甲基溴化铵(hexadecyl trimethyl ammonium bromide,CTAB)结合形成HPTS⁃IP离子对,然后将离子对分散于溶胶⁃凝胶中,并将其固定于毛细管内壁即制得比率荧光毛细管pH传感器。该传感器利用HPTS在双激发带下的发射强度比值实现比率荧光检测,当pH从5.0上升至8.0时,HPTS的荧光强度比率随pH值增加逐渐增强,pKa值为6.95,通过分析HPTS的比率荧光强度变化可间接监测pH波动。该传感器具有较好的pH敏感性、稳定性和可逆性,且可快速、灵活、便捷地进行实际操作,在环境保护和生物医学领域的pH监测分析方面拥有良好的应用前景。  
      关键词:荧光探针;光学传感器;pH检测;毛细管;比率荧光   
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      发布时间:2023-11-17
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