综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:13918059423
  • 技术服务电话:13918059423
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

闽都创新实验室全光谱稀土长余辉及光激励多色发光研究获新进展

日期: 2023-11-24
浏览次数: 51

来源:闽都创新实验室

由于长余辉及光激励发光材料独特的能量存储及可控释放特性,在高分辨成像、柔性X射线探测器、多维信息存储及加密防伪等领域具有广阔的应用前景。这类材料一般由基质晶格、发光中心和陷阱捕获中心组成。其中,长余辉材料的陷阱捕获中心较浅,所捕获的载流子在室温下从捕获中心自发释放,并在发光中心复合并持续发光;光激励材料的陷阱捕获中心相对较深,通过光激励释放出深陷阱中所存储的载流子,进而实现发光。由于陷阱的分布难以调控,关于这两类材料的研究目前主要局限于单一发光类型及有限的发光波段。在同一基质材料中实现多色的长余辉及光激励发光鲜有报道,严重阻碍了相关多功能荧光粉的应用拓展。

鉴于此,实验室陈学元团队涂大涛研究员等通过在Cs2NaGdF6氟化物双钙钛矿材料中引入稀土离子作为发光中心及空穴捕获中心,开发了一类具备深、浅陷阱的新型高效氟化物荧光粉。基于稀土离子独特的能级结构,对陷阱的分布进行了有效调控,首次同时实现了X射线激发的全光谱多色可调的长余辉及光激励发光(图1)。特别地,所开发的荧光粉在停止X射线激发后,余辉时间可长达一周,发光波段可从紫外调控到近红外II区。此外,在停止激发150小时后,在980 nm波长光激发后,材料展现出优异的光激励发光,表明其长时间的能量存储能力。 

研究团队通过实验表征及电子结构计算分析,揭示了材料的电子陷阱来源于氟空位,稀土离子掺杂引发晶体场变化,影响氟空位形成。同时,结合稀土离子在基质材料中的能级位置,证明了稀土离子作为空穴捕获中心。不同稀土离子的空穴捕获能力不同,进而表现出不同的长余辉性能。基于稀土掺杂Cs2NaGdF6荧光粉的多色发光特性,团队将其制成柔性耐水薄膜,展示了其多色长余辉发光(PersL)、光激励发光(PSL)以及热激励发光(TSL)特性,证明了该材料在多重防伪应用等方面的广泛应用潜力。 

该工作通过引入稀土离子作为发光中心和陷阱捕获中心,在同一基质材料中实现了紫外-近红外II区全光谱可调的长余辉及光激励多色发光,为电子捕获材料的设计开辟了一种新思路,也为多功能荧光粉的开发应用奠定了重要的理论和实验基础。 

研究成果以“Engineering Trap Distribution to Achieve Multicolor Persistent and Photostimulated Luminescence from Ultraviolet to Near-Infrared-II”为题发表在《Matter》杂志(Matter, 2023, DOI: 10.1016/j.matt.2023.09.016)。论文的第一作者是中国科学院大学博士研究生汪路平,通讯作者是中国科学院福建物构所/闽都创新实验室涂大涛研究员、陈学元研究员,以及福建农林大学谢知副教授。该工作得到科技部国家重点研发计划稀土新材料专项、国家自然科学基金和福建省基金等项目支持。 

此前,陈学元团队在稀土掺杂钙钛矿材料的光学性能设计方面取得了系列重要进展。例如,通过局域电子结构调控,在Cs2NaInCl6中基于Cl--Yb3+荷移跃迁敏化,实现了高效的稀土离子近红外发光(Adv. Sci. 2022, 9, 2203735);通过Na/Ag合金化策略,在Cs2AgBiCl6双钙钛矿材料中显著增强了Yb3+和Er3+的近红外发光(Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202205276);通过Te4+和稀土离子共掺实现Cs2ZnCl6空位有序型双钙钛矿的高效近红外发光(Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202201993)。 

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.matt.2023.09.016


Hot News / 相关推荐
  • 2025 - 10 - 14
    点击次数: 17
    来源:X-MOL稀土熔盐电解渣(RMES)含有丰富的稀土元素(REE),是一种宝贵的二次资源。然而,从 RMES 中回收稀土元素的传统方法受到高能耗、环境污染和处理时间长的阻碍。本研究提出了一种超声增强(USE)常压碱性浸出工艺,该工艺将超声空化与浓缩 NaOH 相结合,实现氟化稀土化合物的高效相重构。在优化条件下(NaOH 初始浓度为 60 wt%,NaOH 与炉渣质量比为 3:1,反应温度为 ...
  • 2025 - 10 - 14
    点击次数: 16
    来源:X-MOL稀土元素(REEs)在核材料质量控制和核取证溯源研究中具有重要的应用价值。开发了测定含铀核材料中稀土元素的方法。对氧化铀和铀矿的消解酸、消解温度、消解时间等消解参数进行了优化和报告。氧化铀的优化消解参数为 2 mL HNO3,160 °C 下 3 h,铀矿石的优化消解参数为 7 mL 混合酸(HNO3-HClO4-HF = 5:5:3),180 °C 下消解 3...
  • 2025 - 10 - 13
    点击次数: 27
    来源:X-MOL高纯重水在核能、军事、化学生物研究等核心领域至关重要,准确检测其含量和纯度具有重要意义。在这里,我们报道了一种新型镧系元素配位超分子框架(Ln-CSF),该框架由二维配位聚合物层和氢键螺旋链组装而成。结构和特性之间的相关性赋予了它发光传感能力。掺杂的 Ln-CSF 表现出优异的双波长发光性能,在 D2O-H2O 混合体系中的一系列发光测试结果表明,L1-Eu0.01Tb0.99 能...
  • 2025 - 10 - 13
    点击次数: 26
    来源:X-MOL基于丝素蛋白(SF)的柔性电子/光子材料在可穿戴设备和软传感器中受到了极大的关注。然而,了解分子相互作用机制并随后制造具有荧光、湿度敏感性和电导性能的 SF 基柔性材料仍然具有挑战性。本研究通过掺入镧系元素铕离子(Eu3+),提出了一种柔性、荧光、导电的 SF 膜的设计和制备。SF 的氨基酸残基(即酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸)与 Eu3+ 之间的配位和阳离子π相互作用通过塑化和捕获水...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务