用于实时心率监测的高效电荷分离异质结型高灵敏度自供能柔性光电探测器

本研究针对实时精准心率监测在疾病预防与早期诊断中的关键需求,致力于解决现有柔性电子设备功耗大、探测率低及响应缓慢等瓶颈问题,提出了一种创新的协同策略。该策略通过构建掺杂SnS量子点的CsPbI₃:Ho³⁺@SnS量子点p-n异质结作为光敏层,并在spiro-OMeTAD空穴传输层中掺杂SnS量子点,成功制备出性能卓越的柔性自供能光电探测器。实验结果显示,这种光电探测器具有高达0.58 A W⁻¹的响应度、1.13×10¹³ Jones的探测率以及98.8微秒的快速响应时间,展现出优异的灵敏度和稳定性。进一步地,将该探测器与发光二极管集成构建光电容积脉搏波系统,实现了心率的实时、精准监测,为可穿戴医疗设备领域带来了新的突破。
https://doi.org/10.1002/advs.202505945
利用高效可见至近红外发光无铅双钙钛矿的先进防伪技术

本研究针对品牌和市场对光学防伪技术日益增长的需求,成功合成了无铅卤化物双钙钛矿。通过在Cs2NaScCl6中掺杂Sb3+和Cr3+,实现了具有蓝光发射(445 nm)和近红外发射(980 nm)的双发射中心的无铅卤化物双钙钛矿。其中,蓝光发射源自[SbCl6]3–八面体的自陷激子发射,而近红外发射则来自Cr3+离子的发光。通过多发射中心之间的高效能量传递,近红外发射的量子效率达到了71%。最终,通过丝网印刷样品实现了多种防伪图案。该成果为设计具有高效可调发光特性的无铅卤化物钙钛矿提供了重要的灵感,推动了其在防伪和信息加密领域的应用。
https://pubs-acs-org-s.libvpn.scnu.edu.cn:20080/action/showCitFormats?doi=10.1021/acs.inorgchem.5c01165&ref=pdf
光谱和电化学视角下的单钌配合物调控红绿蓝(RGB)电致发光策略研究

本研究通过系统的光谱分析,探讨了钌基配合物(S3)的发光中心与分子结构的关系,旨在实现单分子复合物的白光发射。S3 配合物以 Ru(pipy)2(CO)2 为核心,连接两个蒽基团。在化学发光(CL)过程中,S3 发出绿光和蓝光,其中蓝光(405 nm 和 445 nm)源自苯基蒽部分,绿光(525 nm)来自钌中心。有趣的是,电致发光(ECL)过程中出现的红光(640 nm)归因于 ECL 特有的激基复合物。通过将施加电位调至 -2.3 V vs SCE,实现了 CIE 坐标为 (0.31, 0.31) 的白光发射。S3 的绝对 ECL 和 CL 量子效率分别为 0.00018% 和 0.18%。这种从单一配合物实现多色发光和可调白光的能力,简化了 ECL 过程,为多色生物传感、先进照明和显示技术提供了新途径,推动了单组分 ECL 系统的发展。
https://pubs-acs-org-s.libvpn.scnu.edu.cn:20080/action/showCitFormats?doi=10.1021/acs.jpcc.5c02177&ref=pdf
具有可逆热致变色发光特性的有机-无机杂化锰(II)卤化物用于防伪和X射线成像
本研究报道了两种新型零维(0D)的锰(II)卤化物杂化材料(4-PP)₂MnX₄(4-PP = 4-苯基吡啶;X = Cl, Br),它们具有明亮的窄带绿色发光和高达 90.7%、94.6% 的高光致发光量子产率。显著的是,这两种材料在环境条件下展现出从绿色到红色发光的明显且可逆的热致变色行为。此外,它们还表现出优异的稳态X射线发光效率,分别为42,000和48,000光子/MeV⁻¹,以及低检测限79.2和56.6 nGyair s⁻¹。这些特性使它们成为防伪和原位热响应X射线成像应用的有力候选材料,为设计高效热致变色材料提供了重要的研究进展,为未来先进X射线成像技术的多功能热致变色闪烁体研究提供了蓝图。
https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.5c01148
使用嘧啶-3,6-二羧酸合成铽和镝金属有机框架(MOFs):铽基MOF在邻苯二甲酸和核黄素荧光传感以及罗丹明B光催化降解中的双重功能
本研究合成了两种基于镧系元素的金属 - 有机框架(MOFs)[Ln₂(Pym - 3,6 - dca)(O²⁻)(H₂O)](Ln = Tb, Dy),采用嘧啶 - 3,6 - 二羧酸作为刚性的 N, O - 双供体连接体。两种 MOFs 均结晶于 I41/a 空间群,具有高热稳定性。Tb - MOF 具有强烈的绿色光致发光和较长的激发态寿命(τ = 3.967 毫秒),可用于水中邻硝基苯甲酸(o - NBA,检测限为 0.30 ppm)和核黄素(检测限为 0.31 ppm)的高灵敏度 “关闭型” 荧光传感。其荧光猝灭机制涉及共振能量转移和光竞争吸收,通过光谱重叠分析和 DFT 计算能级得到支持。此外,Tb - MOF 还能作为高效的光催化剂,在可见光诱导下实现罗丹明 B 的降解,80 分钟内降解率达到 96.45%,且在过氧化氢(H₂O₂)作用下活性增强,形成羟基自由基,自由基捕获实验证实了多途径降解机制。
https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.5c01724
使用阳离子胺稳定的阴离子发光金属-有机材料对精氨酸和组氨酸的选择性识别行为:稳态和时间分辨发光研究

本研究通过水热技术合成了一种新的Eu(III)基金属 - 有机材料[Eu(CAM)₂(H₂O)]·0.5H₂Pip·H₂O。Eu³⁺离子与肌氨丁三酸配体形成阴离子二聚体金属 - 有机结构,通过分子间O−H···O氢键相互作用稳定,进而形成二维超分子结构,并通过哌嗪二ium离子的N−H···O氢键相互作用进一步稳定,形成三维超分子组装体。该化合物在280 nm激发下发出强烈的红光。在水介质中,该化合物在两种氨基酸(如L - 精氨酸和L - 组氨酸)存在时展现出显著的发光猝灭行为,检测限分别为0.29和0.37 µM。发光衰减过程和寿命值表明,精氨酸导致的发光猝灭是静态猝灭和动态猝灭共同作用的结果,而组氨酸导致的猝灭完全是静态猝灭。
https://doi.org/10.1002/ejic.202500042
通过添加过量二氧化硅来改善铕和镝掺杂的 Sr2MgSi2O7 磷光材料的制备及其发光性能

本研究聚焦于优化 Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺, Dy³⁺ 长余辉荧光粉的制备工艺和发光性能。通过增加原料中的硅(Si)与锶(Sr)的比例,发现适量添加二氧化硅不仅能促进单相荧光粉的形成,还能降低烧结温度并提高固相反应速率。实验表明,当 Si/Sr 比为 1.1 且烧结温度为 1350°C 时,样品的光致发光性能最佳;而 Si/Sr 比为 1.3 的样品在 1300°C 烧结时,余辉性能比 Si/Sr 比为 1.0 在 1400°C 烧结的样品提高了 3.5 倍。这证明适当提高 Si/Sr 比例可在降低烧结温度的同时保持甚至提升发光性能。此外,利用第一性原理计算,研究了基质、掺杂离子及氧空位的电子结构,揭示了氧空位和共掺杂 Dy 在余辉发光中的作用,为制备高效、节能的长余辉荧光粉提供了新策略。
https://doi.org/10.1038/s41598-025-02948-2
用于高性能蓝色钙钛矿发光二极管和有源矩阵显示器的多活性位点材料

这项研究聚焦于提升钙钛矿发光二极管(PeLEDs)性能,创新性地采用生物制药剂盐酸安溴醇(AMB)作为多功能钙钛矿结晶调节剂。AMB富含电子基团(如−OH和−NH2),能通过多种配位键(如O:Pb和N:Pb)有效钝化钙钛矿晶界,同时与卤素离子形成氢键,抑制卤素空位形成和离子迁移。此外,AMB通过与spacer分子PEA竞争配位位点,促进了层状相的有序排列,提升了激子传输效率。最终,研究成功制备出光谱稳定的天蓝色PeLEDs,其外部量子效率高达22.42%,并展示了高质量的有源矩阵阵列显示器,实现了每个像素的精确独立控制,展现出卓越的亮度和色彩一致性,为先进光电子应用带来了巨大潜力。
https://doi.org/10.1021/acsnano.5c03916
四苯乙烯/钌复合物三维共价有机框架组装体的荧光应变可视化

本研究开发的基于四苯乙烯/钌复合物的三维共价有机框架(3D-COF)组装体,成功实现了材料内部应力和应变分布的动态荧光可视化。研究团队利用含有聚集诱导发光(AIE)基团的TPE-4CHO和氨基终止的钌复合物,通过动态共价亚胺键合成了双荧光团3D-COF,并经PEG化处理增强了其分散性。实验表明,3D-COF在甲醇中浓度为0.5 mg/mL时展现出490 nm和670 nm的光致发光峰。在COF@PDMS复合弹性体薄膜中,随着应变增加,ITPE/IRu比值上升,在120%应变下比未应变状态增加约1.5倍,且可完全恢复。此外,该薄膜还可监测表面摩擦力分布。在液体介质中,PEG-3D-COFs的ITPE/IRu比值与流动速度呈线性关系,实现了流动速度的定量可视化。
https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.05.251

本研究测量了表面钝化二维层状碳化硅(SiC)纳米晶体在低温条件下的光致发光(PL)响应,探讨了表面化学对其发光特性的影响。研究发现,暴露于氧气中的样品尽管完全钝化,但非辐射复合占主导,PL谱较宽,量子产率(QY)较低(10-20%),且随温度降低仅小幅增加。而屏蔽氧气的完全钝化和部分钝化样品表现出较强的辐射复合,具有明亮的窄带蓝光PL和更高的QY,且在低温下显著增加。其中,High样品在低温下QY高达90%。通过分析低温下屏蔽样品的多峰PL结构,研究指出明亮的窄带发射与表面SiCxHy相关,而暴露样品的弱PL与表面桥氧有关。这些结果对所有形式的纳米结构SiC的可见光发射具有重要意义,强调了在材料合成和处理过程中降低氧含量的必要性。
https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5c01576
环境驱动的可调谐的圆极化发光用于 FRET-活性复合材料的手性鸟苷组装体

本研究通过模仿细胞内分子拥挤环境,利用聚乙二醇(PEG)600模拟,使鸟苷(Gua)和5′-鸟嘌呤单磷酸(GMP)在分子拥挤条件下自组装形成手性水凝胶。研究发现,通过调整Gua的浓度,可以显著影响水凝胶的螺旋手性,实现从右旋到左旋的转变。引入硫代荧光素T(ThT)等染料后,水凝胶展现出圆偏振发光(CPL)特性,其不对称因子(glum)可达10⁻²。进一步地,通过弗斯特共振能量转移(FRET)机制,这些水凝胶能够实现全彩CPL发射,并展示出双CPL特性。此外,将手性共组装水凝胶加工成独立的聚合物薄膜,能够区分左旋和右旋圆偏振光,这为设计新型手性功能纳米材料及其在手性检测领域的应用开辟了新途径。
https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5c02374
通过温度依赖区分 Cr³⁺ 近红外发光中的热耦合与自旋相互作用

本文研究了八面体配位 Cr³⁺ 离子的近红外发光特性,旨在区分热耦合和自旋相互作用这两种机制。研究团队通过分析在不同晶体场中的 Cr³⁺ 掺杂材料(如 Y₃Ga₅O₁₂:Cr³⁺、SrGa₁₂O₁₉:Cr³⁺ 和 LaMgGa₁₁O₁₉:Cr³⁺)的温度依赖性衰变寿命,发现 Y₃Ga₅O₁₂:Cr³⁺ 的宽带发光源于 2E 和 4T₂ 激发态的热耦合,表现为寿命随温度升高呈伪指数级下降。而 SrGa₁₂O₁₉:Cr³⁺ 和 LaMgGa₁₁O₁₉:Cr³⁺ 的寿命随温度变化较慢,表明自旋相互作用的出现,并通过计算自旋相互作用能得以验证。该研究为利用温度依赖性寿命分析区分 Cr³⁺ 在中等晶体场中的发光机制提供了简单易行的分析框架。
https://doi.org/10.1002/lpor.202500568
通过分层金属-有机框架调制优化印刷的准 2D 发光钙钛矿薄膜

该文提出了一种利用剥离的金属有机框架(Cd-MOF)作为调制器的原位异质成核生长方法来制备准二维钙钛矿薄膜,解决了微电子印刷技术中钙钛矿结晶不可控的问题。通过苯乙基铵(PEA)与Cd-MOF的结合形成晶体核,促进异质成核和晶体生长,调节n相分布,同时缓解刚性应力以减少缺陷。最终,制备的准二维钙钛矿薄膜展现出37.40%的高荧光量子产率和优异的发光稳定性,为光电子应用提供了有前景的材料,并凸显了MOF辅助合成在提升钙钛矿性能以满足微电子印刷需求方面的潜力,为未来光电子设备发展开辟了新路径。
https://doi.org/10.1002/adma.202501939
与 Mg 相关的 GaN 蓝色发光深层缺陷及其与 MgO 表面态的联系

本研究聚焦于氮化镓(GaN)中与镁(Mg)相关的蓝色发光深层缺陷及其与氧化镁(MgO)表面态的联系。GaN 正在取代电力电子领域的硅,但其界面态密度尚未得到充分控制。Mg 是目前唯一在技术中使用的 GaN 的 p 型掺杂剂,但其晶格掺入困难,需热处理才能部分激活。为实现中等 p 型掺杂,需高剂量 Mg,而大部分 Mg 保持非活性,可能成为缺陷源。研究采用表面光电压谱(SPS),观察到从价带跃迁至高于价带约 0.49 eV 的深陷阱的光学跃迁,以及从同一陷阱跃迁至导带的互补跃迁(峰值在 2.84 eV,与 “蓝色发光” 能量重合)。谱图的相似形状、带隙内互补能量以及相反性质表明这可能是与 Mg 相关的表面态。推测少量表面偏聚的 Mg 在 Mg 激活热处理过程中氧化,形成表面态。HCl 蚀刻会影响与 “蓝色发光” 相关能量的光电压。表面处理不太可能影响体材料,除非蓝色发光中心装饰扩展缺陷。此外,纯 MgO 的发光在无 GaN 时也会产生相同蓝色发光。
https://doi.org/10.1038/s41598-025-97446-w
开发新型基于比率法的Eu³⁺/Sm³⁺共掺杂 CaWO₄ 和 CaMoO₄ 荧光粉用于光学温度计

本研究通过高温固相法成功合成了 Eu³⁺/Sm³⁺ 共掺杂的 CaWO₄ 和 CaMoO₄ 斜方辉石型荧光粉,并深入探究了其在发光温度计领域的应用潜力。利用扫描电子显微镜(SEM)和 X 射线衍射(XRD)分析了荧光粉的结构与形貌。这两种荧光粉展现出特征发射峰,其中 Eu³⁺ 离子对应的发射峰位于 534、594、657 和 705 nm,对应其 ⁵D₁→⁷F₁、⁵D₀→⁷F₂、⁵D₀→⁷F₃ 和 ⁵D₀→⁷F₄ 跃迁;Sm³⁺ 对应的发射峰位于 564、603 和 648 nm,对应其 ⁴G₅/₂ → ⁶H₅/₂、⁴G₅/₂ → ⁶H₇/₂ 和 ⁴G₅/₂ → ⁶G₉/₂ 跃迁。基于 Eu³⁺ 和 Sm³⁺ 若干发射带的温度依赖性演变,研究了这两种荧光粉的温度感应特性。特别是采用发光强度比(LIR)技术,发现对于 CaMoO₄:1%Eu³⁺/1%Sm³⁺,在低温范围(93 K)内通过监测 652/617 nm 处的 LIR 参数变化可实现最大相对灵敏度 1.28% K⁻¹;而对 CaWO₄:1%Eu³⁺/1%Sm³⁺,灵敏度略低,为 1.18% K⁻¹。研究结果表明,所开发的荧光粉可作为高效的远程温度传感器,在光学温度计领域具有广泛的应用前景。
https://doi.org/10.1038/s41598-025-03683-4