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6月【第一周】发光方向文献速览

作者:东谱科技 浏览: 发表时间:2025-06-06 14:11:08



01

用于高效发光太阳能聚光器的可扩展钙钛矿量子点玻璃纳米复合材料

本研究聚焦于 2050 年气候目标下,为实现 BIPVs 所需的高效、可扩展的可再生能源方案,而深入探究了采用 PQDs 的 LSCs。尽管 PQDs 在 LSCs 中是高效的发光材料,但存在稳定性差的问题,GNCs 虽能提供稳定选择,但其可扩展性和效率平衡尚未被充分研究。本研究针对不同尺寸的 CsPbBr₃ PQD GNC LSCs 进行了分析,制备了厚度为 2.5 mm、面积从 1×1 cm²至 5×5 cm²的标准样本,并利用蒙特卡洛模拟扩展至 1 m²的预测。实验中,参考样本的 PLQY 达到了 97% 的纪录高值,小规模设备的最高 PCE 为 3.17%,当尺寸增至 5×5 cm²时效率降至 0.38%,而模拟显示 1 m²的 LSCs 效率可保持在 0.30%,表明其具备可扩展性,且在达到临界尺寸后效率损失趋于平稳,不会出现大幅性能下降。此项研究证实了 PQD GNC LSCs 是具有耐久性、可扩展性和高性能的材料,对下一代 BIPVs 以及助力实现净零能源目标意义重大。

https://doi.org/10.1002/adfm.202506829


02

通过增强八面体畸变在手性杂化金属卤化物中同时增强二次谐波产生和圆偏振发光

本研究针对手性杂化金属卤化物(HMHs)在二阶非线性光学(如二次谐波产生(SHG))和线性光学(如圆偏振发光(CPL))领域的应用潜力,提出了一种卤素替代策略,以同时增强这两种性能。通过在无机八面体中进行卤素替代,研究人员合成了三对手性锑基 HMHs。实验表明,卤素替代显著增强了无机八面体的结构手性,使 SHG 响应强度达到 1.4 倍 KDP,发光不对称因子高达 3.82×10⁻²。这些性能的提升归因于卤素替代诱导的八面体畸变逐渐增强。该研究确立了通过结构优化提升手性 HMHs 高性能 SHG 和 CPL 的有效策略,为其在光子学领域的广泛应用铺平了道路。

https://doi.org/10.1002/ange.202510579


03

碲薄膜的中红外光致发光

本研究展示了通过物理气相输运在低温下生长明亮的碲薄膜。碲是一种具有0.34 eV光学带隙的元素半导体,在中红外(MIR)光电子领域,包括发光二极管,展现出巨大潜力。通过改变生长温度控制样品形貌,可得到连续薄膜、微粒或纳米线。此外,通过籽晶层实现选择性成核的图案化生长。室温下的定量光致发光测量表明,生长的碲薄膜在0.34 eV处的内部量子产率为2.0%,与具有相似带隙的III-V族和II-VI族化合物半导体的最佳报告效率相当。进一步展示了通过Te-Se合金实现的带隙可调性,掺入高达20%的硒可使带隙逐渐蓝移至0.55 eV。该工作证明了碲在高效MIR器件中的潜在应用。

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c01622


04

带隙调控的高效蓝光和绿光发射的 CdZnSeS/ZnS 四元合金核/壳胶体纳米薄片用于高性能发光器件

本研究开发了高效稳定的溶液处理蓝色发射器,通过合成 CdZnSeS/ZnS 四元合金核/壳纳米薄片(NPLs),实现了可控壳层厚度和核组成。这些 NPLs 依核组成不同可发出蓝光或绿光,且具有超过 70% 的光致发光量子产率(PL-QY)。制备的蓝色 LED 器件在 482 nm 处实现了 11.3% 的外部量子效率(EQE),开启电压低于 2.5 V,最大亮度达 12,451 cd/m²。这些 NPLs 为高性能发光器件提供了良好的平台。

https://doi.org/10.1021/acsami.5c04630


05
窄而强的光致发光发射:CuGaS₂/ZnS量子点中铜空位的体现

这篇文章主要研究了铜空位对CuGaS₂/ZnS(CGSZ)量子点光致发光(PL)特性的影响。研究发现,通过减少Cu前驱体的量来引入铜空位,可以显著提高PL量子效率。随着Cu-to-Ga摩尔比的降低,PL发射峰的半高宽(fwhm)变窄,同时PL效率提高。实验观察到两种类型的辐射跃迁:一种是从导带能级到与铜空位相关的能级,另一种是从施主到受主能级。通过循环伏安法(CV)和光谱测量,研究了CGSZ量子点的带边位置和缺陷态。结果表明,CGSZ量子点中的辐射复合主要由铜空位控制,与Cu的价态无关。PL量子产率(PLQY)从CGSZ-1/1的27%提高到CGSZ-1/8的72%。这项工作不仅提高了对CGSZ量子点发光机制的理解,还为优化其光学性能提供了新途径。

https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5c00267


06

多功能配体助力稳定铯铅碘化物量子点,实现高效率纯红光发光二极管

本研究中,作者提出了一种合成高稳定性红色CsPbI₃量子点的有效方法,即引入苯乙双胍盐酸盐(PhenHCl)作为添加剂配体。其中,PhenHCl中的双胍基团与铅卤八面体形成多重氢键相互作用,过量的Cl⁻阴离子则补偿了碘空位并消除了CsPbI₃量子点中的陷阱态。这两种作用的协同效应显著钝化了红色CsPbI₃量子点的表面缺陷,使其光致发光量子产率达到98.6%,并在80天后仍能保持90%的光致发光强度。基于这种经过PhenHCl处理的CsPbI₃量子点的纯红色PeLEDs在约649 nm处展现出显著增强的电致发光性能,外部量子效率达到13.38%,最大亮度为2159 cd m⁻²。这一成果为通过调控CsPbI₃量子点的表面化学性质来提升纯红色PeLEDs的性能提供了一条新途径。

https://doi.org/10.1021/acsami.5c04454


07

一种具有760纳秒激发态寿命的近红外二区发光且光活性的钒(II)配合物

本文介绍了一种具有近红外二区(NIR-II)发光和光活性的钒(II)配合物,该配合物展现出长达760纳秒的激发态寿命。通过使用苯甲醛衍生的多层石墨烯与氧化镍(NiOx)结合,研究者们成功提升了碳基钙钛矿太阳能电池的性能,实现了高效的电荷分离和提取。这一创新方法不仅显著提高了器件的光电转换效率,还增强了其在空气中的稳定性,为未来在生物成像和光动力疗法等领域的应用提供了新的可能。

https://doi.org/10.1021/jacs.5c04471


08

含有脲基官能团的共聚物从蓝到绿的非传统发光特性

本文研究了四种含脲基官能团的共聚物,它们通过自由基聚合而成,并展现出从蓝到绿的荧光。特别是共聚物PNI,其主链含脲基团,侧链含马来酸酐环,其荧光红移至绿区,最佳激发和发射波长分别为438 nm和524 nm。这些共聚物具有激发和浓度依赖性发射的典型特征。PNI在电子富集溶剂(如DMF和DMSO)中展现出显著的溶剂致变色效应,受520 nm光照时发出红光。此外,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共聚物薄膜具有高度发光性,最大量子产率高达15.8%。该研究提出了一种设计长波长发射发光材料的策略,并加深了对其荧光机制的理解。

https://doi.org/10.1002/macp.202500115


09

超分子限域使碳点具有室温磷光用于高效电化学发光检测

本研究通过将碳点(CDs)封装在氢键有机框架(HOFs)中,形成主客体复合物(CDs@HOFs),开创了一种基于三重态激子的电化学发光(ECL)传感平台。刚性的HOF基质抑制了非辐射跃迁和氧气猝灭,将三重态激子寿命延长至652.94毫秒,并通过主客体能量传递提高了磷光效率。在K₂S₂O₈共反应下,CDs@HOFs修饰的电极展现出延长的ECL衰减(0.6秒)和高稳定性。利用延长的三重态激子,该传感器对红霉素(EM)显示出选择性ECL增强,检测限低至0.74纳摩尔,优于常规光谱方法。这一成果不仅突破了单重态激子效率瓶颈,还为利用三重态激子进行ECL传感提供了范例,有望应用于微环境响应生物传感和实时监测。

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5c01853


10

通过阳离子杂化策略合成的高发光有机-无机杂化双金属溴化物[Ga(C₂H₆OS)₆](SbBr₆)

这篇报告介绍了一种新的有机-无机杂化双金属卤化物[Ga(C₂H₆OS)₆](SbBr₆),它具有出色的发光性能。该化合物在三斜晶系R3̅空间群中结晶,其晶胞参数为a = b = 13.83069(14) Å,c = 15.7632(3) Å,体积V = 2611.34(7) ų,Z = 3。其结构为零维,由孤立的[Ga(C₂H₆OS)₆]³⁺杂化阳离子簇和(SbBr₆)³⁻无机阴离子八面体组成。这种晶体在540纳米处显示出明亮的黄绿色光致发光宽带发射,半高宽为115纳米,斯托克斯位移达175纳米,光致发光量子产率高达43.1%。此外,[Ga(C₂H₆OS)₆](SbBr₆)在X射线激发下展现出卓越的放射发光性能,光产量高达13,500光子/MeV,具有良好的辐射抗性。将[Ga(C₂H₆OS)₆](SbBr₆)与聚二甲基硅氧烷结合的柔性薄膜展示了X射线成像能力,具有约10线对/毫米的高空间分辨率和161.2纳戈瑞每秒的低检测限。这些初步研究显示了[Ga(C₂H₆OS)₆](SbBr₆)在X射线摄影应用中具有巨大潜力。

https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.5c01995


11

用于H₂S气体检测的Eu³⁺掺杂Bi₂MoO₆纳米荧光粉的金属还原触发红光猝灭

本研究聚焦于基于发光的气体指示剂,特别是Eu³⁺掺杂Bi₂MoO₆(BMO:Eu)纳米荧光粉用于检测硫化氢(H₂S)。通过水热法合成了具有纳米尺度形态的BMO:Eu纳米荧光粉,以增加比表面积并提高气体吸附能力。BMO:Eu展现出源自Eu³⁺离子的特征红色发光。当暴露于500 ppm的H₂S时,红色发光强度降低约42%,且猝灭程度与H₂S浓度(10–500 ppm)呈明显依赖关系,表明BMO:Eu能够定量检测H₂S。X射线衍射表明暴露于H₂S后晶格膨胀,漫反射光谱显示可见光范围内的反射率降低。密度泛函理论计算表明反射率降低主要是由于BMO:Eu中的Bi³⁺和Mo⁶⁺被还原,而非氧被硫替代。X射线光电子能谱证实了Bi²⁺和Mo⁵⁺的存在,表明观察到的发光猝灭是由于这些还原过程。此外,原位荧光寿命测量显示寿命从暴露前的0.76毫秒缩短到暴露后的0.62毫秒,证明猝灭是通过形成非辐射复合中心发生的。

https://doi.org/10.1021/acsanm.5c01752


12

卤素离子调控的手性协同作用在共组装AIEgen-CNC复合材料中实现圆偏振发光

本研究聚焦于开发圆偏振发光(CPL)材料的创新调制策略和高不对称因子(glum)。通过研究手性聚集诱导发光(AIE)分子(PN-Phe卤化物)与纤维素纳米晶体(CNCs)的共组装,发现卤素离子(F⁻、Cl⁻、Br⁻和PF₆⁻)显著调控PN-Phe的自组装,影响其形貌、堆积、手性光学信号、荧光量子产率(QY)和寿命。PN-Phe-Cl⁻展现出最高的glum(-4.1×10⁻³),而PN-Phe-Br⁻为-2.8×10⁻³。在CNC-PVA-PN-Phe-X复合膜中,趋势逆转:CPP-Cl⁻实现了 卓越的glum 为-0.43,与CPP-Cl⁻(-3.1×10⁻²)形成鲜明对比。这种共组装策略具有多种颜色变化和防伪应用潜力。研究表明,组装模式在构建先进CPL材料中起着重要作用,卤素离子可作为CPL的有效调制剂。

https://doi.org/10.1002/smll.202502383


13

通过螺旋共组装策略实现高效高色纯度红色和深红色圆偏振发光的碳量子点

本研究首次实现了基于环境友好型碳量子点(CQDs)的高效、高色纯度窄带圆偏振发光(CPL),展现出在3D柔性立体显示领域的巨大潜力。通过将高色纯度红色和深红色CQDs(RCQDs和DRCQDs)与液晶E7及手性掺杂剂R/S5011螺旋共组装,形成了CQDs-手性液晶(CQDs-CLCs)复合材料。这些复合材料具有尖锐的发射峰,半峰宽仅22 nm(DRCQDs-CLCs)和37 nm(RCQDs-CLCs),不对称因子(\(g_{\text{lum}}\))高达1.26,并可通过调节光子带隙(PBG)有效控制甚至反转CPL信号。这些创新的CPL材料已成功应用于多级防伪和信息加密领域。

https://doi.org/10.1002/adfm.202510409


14

通过过量配体策略实现缺陷抑制的 SnO₂ 制备的高效且发光的钙钛矿太阳能电池

本研究通过在化学浴沉积过程中采用过量配体策略制备高质量的二氧化锡(SnO₂)电子传输层,有效抑制了团簇生长并促进离子沉积,从而形成均匀且缺陷密度低的薄膜。实验结果表明,这种方法制备的SnO₂薄膜具有低表面复合速度(5.5 cm s⁻¹)和高光致发光效率(24.8%),显著提升了钙钛矿太阳能电池的功率转换效率,使其分别达到26.4%(单电池)、23%(模块)和23.1%(碳基电池)。该研究为实现低成本、大规模生产高效太阳能器件提供了新的可能性。

https://doi.org/10.1038/s41560-025-01781-1


15

具有高色纯度、量子产率和热稳定性的橙红色BaCa2Y6O12:Sm发光材料的制备及其发光机制

本文研究了一种新型橙红色发光材料BaCa2Y6O12:Sm,通过高温固相法合成。研究发现,该材料在304、316、344、359、375、405、425、467和475 nm波长下可激发Sm离子的4f-4f跃迁,在235 nm波长下可激发BaCa2Y6O12基质的价带到导带跃迁,无论哪种激发方式,样品都能在564、608、654和713 nm波长下产生强发射,呈现明亮的橙红色视觉效果。在405 nm蓝-紫光激发下,BaCa2Y6O12:Sm的橙红色可见光发射颜色纯度超过90%,平均相关色温为1648 K,最高量子产率达到100%,荧光寿命为1.06毫秒。此外,在400 K温度下,其荧光发射强度仍保持在室温时的98%以上,表现出优异的热稳定性。该材料有望在白光发光二极管领域得到广泛应用。

https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.05.454


16

基于CaGdGaO4:Yb³⁺,Er³⁺中Er³⁺离子斯塔克子能级的热增强上转换发光及光学温度传感特性

本文研究了掺杂Er³⁺/Yb³⁺的CaGdGaO₄(CGGO)荧光粉的热增强上转换发光(UCL)和光学温度传感性能。通过近红外激发,实验测得Er³⁺的⁴S₃/₂、²H₁₁/₂、⁴F₉/₂能级的电子跃迁产生的多个尖锐发光峰,并通过调节Yb³⁺掺杂浓度和改变激发波长,成功将发光颜色从绿色调至红色。实验发现,随着温度的升高,上转换发光强度显著增强,这种热增强现象主要得益于热增强的声子辅助效应。基于荧光强度比(FIR)技术,研究团队评估了涉及Er³⁺的Stark子能级的热耦合能级(TCELs)的温度传感性能,在303−573 K的宽温度范围内,基于²H₁₁/₂(1)和⁴S₃/₂(2)能级的最大相对灵敏度达到了1.55% K⁻¹(303 K),高于传统TCELs(²H₁₁/₂/⁴S₃/₂)的灵敏度。此外,CGGO:Er³⁺,Yb³⁺光学温度计展现出99%的高重复性和0.28 K的最小温度分辨率,表明这种基于热增强UCL的CGGO:Yb³⁺,Er³⁺荧光粉有望应用于非接触式、高灵敏度的光学温度计。

https://doi.org/10.1016/j.optmat.2025.117221


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