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7月【第四周】发光方向文献速览

作者:东谱科技 浏览: 发表时间:2025-07-25 15:06:37



01

二元主客体策略实现高效明亮的零维无铅锡卤化物发光二极管

本研究通过引入二元主客体策略,成功克服了这些难题,实现了高亮度、高效率的0D锡基PeLEDs,其发光颜色涵盖橙色和白色。通过将0D溴化锡杂化物(HDAD)₃SnBr₈嵌入精心设计的二元主体系统中,我们制备的PeLEDs最大亮度超过7500坎德拉每平方米(cd/m²),外量子效率(EQE)突破7%。这一卓越性能得益于优化的薄膜形貌、增强的载流子迁移率以及平衡的电荷传输。此外,通过调整器件结构,我们还实现了最大亮度为1800 cd/m²的白色LEDs。

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw5454


02

压力激活的原子级精确金纳米团簇高效近红外发光

本研究合成了两种金纳米团簇:[Au₁₁(PPh₃)₈Cl₂]Cl(Au₁₁-1)和Au₁₁(PPh₃)₇Cl₃(Au₁₁-2),其初始NIR光致发光量子产率(PLQY)分别为0.3%和0.32%。通过静水压力效应,系统研究了它们的NIR压致发光行为。在高压下,Au₁₁-1表现出显著的NIR发光增强,当压力增至3.6 GPa时,其PLQY从初始的0.3%提升至75.6%,创下了固态金纳米团簇的最高纪录。而Au₁₁-2则仅表现为单调的压致发光淬灭。原位高压X射线衍射和理论计算揭示了两种团簇各向异性压缩的差异:Au₁₁-1沿a轴快速收缩加剧了金核的结构畸变,而Au₁₁-2沿b轴压缩则抑制了金核的畸变。高压飞秒瞬态吸收和拉曼光谱协同证明,压力驱动的定向结构畸变显著抑制了Au₁₁-1核沿a轴的低频振动非辐射损失,从而实现了NIR发光增强。本研究为设计高效NIR发光材料提供了新思路。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c09304


03

提升电注入均匀性实现高亮度、低效率滚降的FAPbBr₃倒置钙钛矿发光二极管

本研究开发了一种改进的沉积方法——静态反应沉积(SRD),通过在镁掺杂氧化锌基底上延长前驱体溶液停留时间,实现了钙钛矿晶体的均匀生长,制备出超低表面粗糙度(RMS=0.72 nm)的多晶发光薄膜。这种均匀的电注入有效抑制了局部载流子过注入,显著缓解了效率滚降。所制备的PeLED在964 mA cm⁻²的高电流密度下实现了590,000 cd m⁻²的最大亮度,并在电流密度高达1000 mA cm⁻²时仍保持EQE超过10%。此外,大面积器件(48 mm²)在8 V高电压下EQE达11.3%,且效率滚降可忽略。这一研究为高亮度、低滚降的PeLED提供了普适性优化策略。

https://doi.org/10.1002/adfm.202506869


04
在强交叉弛豫环境中实现稀土发光动力学的高效调控

本文首次提出在强交叉弛豫环境中通过调节泵浦能流强度来调控镧系离子的发光动力学。在不改变离子掺杂组分的前提下,通过精确调节泵浦能流,调控能级的粒子布居,从而在强交叉弛豫环境中实现了激发态能级寿命的大幅精准调控。该研究为稀土发光动力学的调控提供了全新的思路和方法。


05

压力调制 Cs2WCl6 在近红外二区的发射

第二近红外(NIR-II)荧光材料在生物医学成像和光学传感等领域具有巨大潜力。然而,其应用受到短波长、低光致发光效率和窄发射光谱的限制。在此,通过压力工程成功实现了零维无铅空位有序双钙钛矿Cs2WCl6从第一近红外(NIR-I)区域到NIR-II窗口的发射调谐。施加外部压力后,观察到发射增强6.9倍,红移高达227 nm。压力增强了结构刚性,从而降低了电子-声子耦合,减少了非辐射损失,并优化了振动耦合d-d 1T2g/1Eg → 3T1g跃迁的发射性能。此外,随着压力的增加,3T1g和1T2g/1Eg之间的能隙逐渐减小,W─Cl键收缩放大了晶体场分裂,多态发射平衡的调节共同驱动了发射红移。这项工作展示了实现NIR-II窗口发射的稳健压力策略,并为深入理解提供了深刻见解。结构演变与光学性质之间的内在机制。

https://doi.org/10.1002/lpor.202501238


06

羧酸盐调控埋底界面助力锡基钙钛矿发光二极管效率突破至11.9%

本文提出一种巧妙的埋底界面改性策略,通过同时调控锡基钙钛矿的形核和结晶动力学,成功制备出高性能近红外锡基钙钛矿LED。该团队通过引入羧酸盐(例如FAAc、MAAc)作为多功能界面改性材料,提高了锡基钙钛矿的形核位点同时减缓了结晶速率,从而获得低缺陷密度较的锡基钙钛矿薄膜。该研究证明了羧酸盐在PEDOT:PSS基底上形成的密集氢键网络能降低钙钛矿的吉布斯自由能,从而减小接触角并增加成核位点。此外,与Sn2+具有强配位能力的修饰材料可以减缓锡基钙钛矿的结晶速率,获得高质量钙钛矿晶体,从而获得高外量子效率的锡基钙钛矿LED。基于此策略的锡基钙钛矿LED展现出11.9%的外量子效率(EQE),创下同类器件效率记录,该工作为太阳能电池、LED、激光器件、光电探测器等高性能锡基钙钛矿光电器件的制备提供了一条简单、高效和低成本的途径。


07

超分辨X射线拉曼光谱SXRS-X射线自由电子激光XFEL

本研究演示了具有光谱精度的受激X射线拉曼散射SXRS,即以0.1eV–40fs近傅里叶极限联合能量-时间分辨率,探测了氖中的价激发态。在统计尖峰宽带入射X射线和散射X射线拉曼脉冲之间,利用了一种新的协方差分析。使用18,000次单次发射,不仅超过了入射(约8eV)带宽,而且超过了约0.2eV仪器能量分辨率,从而创造了超分辨率条件,类似于超分辨荧光显微镜。实验结果得到了从头算传播模拟的支持,揭示了离子中的激光和中性粒子中的受激拉曼散射之间竞争。还展示了增强的信号收集效率和较宽的激发窗口,超过自发拉曼效率几个数量级。这种随机受激X射线拉曼散射SXRS方法,在复杂系统中获得更广泛的应用和更高的测量精度,有助于解析化学反应路径中的关键电子动力学过程。

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09214-5


08
圆偏振光材料-全斯托克斯瞬态发光

本文报道了一种高灵敏度(噪声水平约为10^−4)、宽带(约400–900nm)、瞬态(纳秒分辨率,毫秒范围)全斯托克斯(CPL和线性偏振)光谱装置。相比于以前的TRCPL方法,所实现的高灵敏度、宽波长响应和灵活的时间范围代表了实质性的进步。研究表明,时间分辨圆偏振光TRCPL测量显示适用于迄今难以接近的材料系统和光物理过程,包括具有低(10^-3)不对称因子和跨越纳秒到毫秒时间范围的发光路径系统。最后,全斯托克斯测量,实现了跟踪线性偏振分量的时间演变,尤其在控制时域中,相关CPL伪影的的背景下,这一点尤为重要。

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09197-3


09

Ce基卤化物高效深蓝光电致发光器件的研究

显示屏是人机交互的最基本设备,为了实现高质量显示,高效稳定的电致蓝光技术是科研界和产业界亟待攻破的重点和难点,具有极大科研与应用价值。金属卤化物钙钛矿材料,由于其成本低廉、制备简单和光学性能优异,在下一代显示应用中具有极大的前景。然而,蓝色发光二极管(LED)的发展,尤其是符合REC. 2020标准的深蓝色LED,远远落后于绿色和红色LED。因此,开发高效率、高色纯度、高稳定性、低成本的新型蓝色发光卤化物材料势在必行。

具有宇称允许的d-f跃迁镧系离子(Ce3+、Eu2+)色纯度优异、辐射复合速率快、光转换效率高,是制备电致蓝光器件的理想材料。然而,其局域化的4f轨道受外层电子轨道屏蔽,载流子注入效率低。早期研究主要采用交流电驱动的薄膜电致发光器件,利用电子碰撞离化激发掺杂在发光层中的稀土离子。该策略往往需要高电压来加速电子,这导致高工作电压(> 100 V)和低外量子效率(< 1%)。

https://doi.org/10.1038/s41467-024-50508-5


10

具有温度依赖发射机制的近红外 Sm2+ 配合物:热激活延迟 d-f 跃迁和 f-f 跃迁

本研究合成了三种 Sm2+配合物 SmI2-O5、SmI2-O4和 SmI2-O6(O5 = 15-crown-5,O6= 18- crown -6,O4 = 12- crown -4),它们在室温下以固态粉末形式分别显示出最大波长为 765、728 和 730 nm的近红外发射。有趣的是,这些 Sm2+配合物在室温下表现出热激活延迟的 d-f 跃迁发射机制,在低温下则转变为 f-f 跃迁,这被证明是两个激发态 5d* 和 4f* 之间的快速热平衡所致。这种现象导致了激发态寿命随温度的明显变化,这三种配合物被证明是二价钐化合物中最有效的寿命读出型发光温度计,在 75 K 时显示出最高的最大温度灵敏度为 5.9% K-1。从冠醚到氮杂冠醚的有机配体进一步扩展导致发射光谱红移,最大波长约为900 nm。这些结果展示了分子 Sm2+配合物有趣的光物理特性,并将激发对其的研究以及潜在应用。

https://doi.org/10.1021/acsami.5c09249


11

用于多功能应用的超宽带近红外荧光粉 CaMg₂Sc₂Ge₃O₁₂:Cr³⁺

在这项工作中,采用高温固相法合成了高效宽带石榴石结构近红外荧光粉 CaMg2Sc2Ge3O12:Cr3+(CMSGO:Cr3+)。在 455 nm的激发下,CMSGO:Cr3+发出从红色到近红外(NIR)的光,其发射范围极宽,为 600 至 1400 nm,半峰全宽(FWHM)最大值为 273 nm。Cr3+离子占据 CMSGO 中的十二面体和八面体位置,表现出良好的热稳定性,在 375 K时的发射强度仍保持室温时的 72%。将 CMSGO:Cr3+荧光粉与 460 nm芯片结合制成的近红外荧光粉转换发光二极管(pc-LED)具有出色的光学性能,输出功率为 80 mW(400 mA),光电转换效率为 15.69%(20 mA)。此外,使用 CMSGO:Cr3+ 荧光粉制成的近红外 pc-LED 设备能够清晰地观察到手部的静脉、手掌、手指和手腕。对鱼和水果等食品进行检测,以及在近红外 pc-LED 设备下的夜视效果都有了明显的改善。所有结果均表明,CMSGO:Cr³⁺荧光粉是近红外光泵浦发光二极管(NIR pc-LED)器件在快速医疗检查成像、无损检测和夜视应用中的理想选择。

https://doi.org/10.1002/lpor.202402305


12
多功能AuAgPt纳米框架刺激响应型电化学发光适体传感器

黄曲霉毒素B1 (AFB1)是由曲霉属真菌产生的次级代谢产物,主要存在于霉变玉米和花生等农产品中,严重威胁全球食品安全。针对这类问题,很多研究者已经开发了各种用于AFB1检测的分析方法。其中,电化学发光(ECL)表现出高灵敏度、低背景信号、优异选择性、快速响应等明显优势,适用于疾病诊断、毒素检测、环境监测等场景。ECL生物传感器的灵敏度与检测信号放大策略密切相关。目前,贵金属纳米结构由于良好的催化性能和导电性而被广泛用于ECL传感器的构建。特别是,贵金属纳米结构通常用作ECL传感器的关键组件,通过共振能量转移策略(RET)实现精确的信号调控,或者基于共反应促进剂策略催化反应实现高效的信号放大。然而,很少有人提及使用贵金属纳米材料整合RET策略和共反应促进剂策略来增强ECL性能。因此,有必要探索将两种策略结合的多功能贵金属纳米材料,以实现信号放大与特异性识别的同步优化。

https://doi.org/10.1021/acsnano.5c07691


13

一类与石榴石相似的LED荧光粉

绿色发光Ce3+激活的固态荧光粉是下一代磷转换LEDs (pc-LEDs)发展的重点。随着锂稀土氧硝基聚硅酸盐Li9RESi4N4O8 (RE = Y, La, Gd, Dy, Yb, Lu)这一物质类别的第一个代表的出现,打开了一个全新的有前途的潜在的基质材料家族的大门。采用高温固相法在钽安瓿中合成Li9RESi4N4O8,在P4/n (NO 85)一种迄今未知的结构类型。用单晶(SC)和粉末x射线衍射(PXRD)对所报道的化合物进行了结构表征。采用高温PXRD和热重分析相稳定性,扫描电镜(SEM)和能量色散x射线能谱(EDX)分析形貌和元素含量。结果表明,该化合物是Ce3+离子掺杂的良好基质,制备的荧光材料在绿色光谱区发光最大值为λmax_Y = 544 nm, FWHMY = 0.51 eV;λmax_Gd = 536 nm, FWHMGd = 0.51 eV),内量子产率高。由于发射最大值和带宽都满足Ce3+活化石榴石(RE3M5O12(RE = Y, Lu;M = Al, Ga)), Ce3+活化的Li9RESi4N4O8的温度依赖性光致发光特性,以及在原型LED中的一般适用性与这些最先进的绿色荧光粉进行了比较,展示了竞争力。

https://doi.org/10.1002/adfm.202515406


14

通过双重缺陷修复实现陷阱态抑制,助力稳定近红外镧系量子点发光二极管

掺镧系元素的钙钛矿量子点(QDs,Yb³⁺:CsPb(Cl₁₋ₓBrₓ)₃)在近红外发光二极管(NIR-LEDs)中具有广阔的应用前景,理论上其光致发光量子产率可达约200%,这是由于量子剪裁效应,即一个高能光子被用作源来产生两个低能光子。然而,Yb³⁺:CsPb(Cl₁₋ₓBrₓ)₃较差的稳定性仍然是一个巨大的挑战。据推测,在镧系离子合金化过程中形成的空位缺陷复合物是导致八面体几何结构崩溃的原因。在此,开发了一种配位剂补偿加原位掺杂策略来解决高近红外发射与良好稳定性之间的不兼容性。这是通过结合钠离子填充空位和一种配位剂(pyridine-2-carboxylic acid)进行钝化来实现的。这使得处理后的量子点薄膜的深陷阱密度比对照组降低了几个数量级。此外,处理后的复合材料近红外强度提高了六倍,陷阱态降低了十倍。利用优化后的Yb³⁺:CsPb(Cl₁₋ₓBrₓ)₃,制备了NIR-LEDs,并实现了其外部量子效率为 8.2%,在波长超过 950 nm的近红外发光二极管中属于最高值之一。此外,这些发光二极管的运行稳定性比对照组提高了 30 倍。

https://doi.org/10.1002/adfm.202507724


15

一种由掺杂调控的有序-无序转变发生在 Sm3+ 掺杂的双钙钛矿材料中

该文章研究的是钙钛矿材料在LED照明中的应用,重点关注其热稳定性问题。传统钙钛矿材料存在热猝灭现象,导致发光强度随温度升高而降低,限制了其在LED中的应用。文章提出了一种新的方法,通过掺杂控制钙钛矿材料的A位阳离子有序-无序转变,实现了“近零”热猝灭,从而提高了材料的热稳定性。文章的创新点在于:首次发现了Sm3+掺杂引起的NaLaMgTeO6钙钛矿材料的A位阳离子有序-无序转变现象。提出了一个新的统计模型来计算AA’BB’O6钙钛矿材料的A位有序-无序转变温度。成功合成了具有优异热稳定性和高量子产率的NLMT:2.0%Sm3+, 20.0%Sr2+和NLSS:2.0%Sm3+, 20.0%Sr2+钙钛矿材料,并在300-500 K的温度范围内实现了“近零”热猝灭。将合成的钙钛矿材料应用于LED照明,结果表明其发光颜色更暖,热稳定性优于商用荧光材料。

https://doi.org/10.1002/lpor.202500893


16
通过调节聚合物的极性,实现了自由基光致变色和光致发光的动态调控

本文研究了聚合物极性对萘二酰亚胺 (NDI) 衍生物自由基光致变色和光致发光的影响。虽然聚合物基质可以保护激发态发光体免受氧气和水分猝灭,并实现长寿命的室温磷光 (RTP),但它们对自由基发光 (RL) 的影响尚不清楚。本文发现,NDI 衍生物 NDI-XC-OH 在具有不同烷基醇链的聚合物基质中表现出多响应性和可调的 RTP 和 RL 性质。实验结果表明,NDI-XC-OH•- 阴离子自由基不仅可以通过激发态的光诱导产生,还可以通过极性基质在基态的分子间相互作用产生。理论模拟表明,富含氢键供体 (例如 ─NH2, ─NH─ 和 ─OH) 的极性聚合物,其中静电相互作用占主导地位 (E/D > 1),比富含受体 (例如 ─CN 和 ─CO─) 的极性聚合物更容易诱导阴离子自由基,其中色散相互作用占主导地位 (E/D < 1)。这些衍生物由于其光致变色和发光特性,在信息加密和挥发性胺检测方面具有潜在应用。这项研究为聚合物基质极性在调节阴离子自由基行为中的作用提供了新的见解,并深入了解了 RTP 和 RL 性质之间的平衡机制。

https://doi.org/10.1002/anie.202509506


17

通过水凝胶辅助光学腔,实现了范德华材料中光-物质相互作用的可逆调控

本文主要研究了范德华材料与水凝胶辅助光学腔耦合系统中光与物质相互作用的可逆调节。传统的光与物质相互作用调节方法往往需要复杂的结构和精密的制造工艺,限制了其在实际应用中的发展。而该文章提出了一种基于介电-水凝胶-金属谐振器的可调耦合系统,通过控制顶层二硫化钨的厚度,可以在大面积水凝胶膜上实现弱-中间-强耦合的可逆调节,无需纳米定位或光刻工艺。此外,利用水凝胶的膨胀敏感性,通过调节谐振器的干/浸状态,可以可逆地调节耦合强度,并具有良好的可重复性。这种设计简单且易于制造的水凝胶基纳米腔为开发主动和实用的集成光电器件开辟了一条通用和灵活的途径,例如极化激元激光器、开关和传感器。

https://doi.org/10.1002/lpor.202401263


18

具有超低激活阈值的毛发状力致发光结构,用于动态力传感

本文研究了基于机械发光的触觉传感技术,旨在开发新型光电/电子皮肤。传统的机械发光传感器存在亮度弱、激活阈值高等问题,限制了其在弱机械刺激检测方面的应用。该研究受人类皮肤毛发结构的启发,采用磁场辅助模板法制备了一种仿生机械发光微绒毛阵列薄膜(MLMCA)。MLMCA具有可调的长径比和机械发光强度,并通过有限元分析阐明了微绒毛结构与机械发光性能之间的关系。由于高长径比引起的应力集中,MLMCA实现了微牛级(≈10 mN)的超低激活阈值,对动态机械刺激具有优异的灵敏度。通过与图像机器学习方法集成,MLMCA实现了纹理识别,准确率达到99.95%。此外,该研究还开发了一种基于机械发光的盲文语音翻译系统,实现了96.74%的高识别准确率。这项研究不仅解决了机械发光传感器长期存在的激活阈值高的问题,还开创了机械发光触觉传感在纹理识别和盲文阅读方面的实际应用。

https://doi.org/10.1002/adma.202507634


19

含杂配卡宾金属杂环化合物的铱(III)蓝色荧光粉:异构化、发光调控与OLED器件制备

该文章主要研究了蓝色有机发光二极管 (OLED) 荧光粉,针对蓝色发光材料在 OLED 领域的挑战,该研究设计并合成了两种不同的异配位铱(III)卡宾配合物。创新点在于:打破了传统认为卡宾环金属配合物中 N-间甲苯基团会降低稳定性的认知,成功合成了含有 N-间甲苯基团的稳定铱(III)配合物;通过调节配体的比例,合成了具有不同配位构型的配合物,并发现 N-间甲苯基团的存在可以抑制 fac 配位构型的形成;所合成的铱(III)配合物表现出高效的蓝色发光,其光致发光量子产率 (PLQY) 高达 78%,辐射寿命短至 1.05 微秒;将合成的配合物应用于 OLED 器件,实现了高效的蓝色发光,其中基于 m-ct16 的器件在 5000 cd·m-2 亮度下实现了 22.8% 的外量子效率 (EQE);进一步将配合物应用于超荧光 OLED 器件,实现了更窄的发射光谱和更高的 EQE,其中基于 m-ct16 的器件在 1000 cd·m-2 亮度下实现了 32.1% 的 EQE,并有效抑制了效率滚降。

https://doi.org/10.1002/anie.202421664


20
通过链刚化增强的高玻璃化转变温度聚合物中的超长有机磷光

该文章针对有机室温磷光材料在光电器件、生物成像等领域的广泛应用需求,提出了一种提高其性能的新策略。传统的提高磷光寿命方法主要关注限制发光基团的非辐射跃迁,而忽略了聚合物链本身的柔性和可变形性,这会导致激子损耗和磷光猝灭。该文章通过引入强刚性和极性侧链基团来增强聚合物链的刚性,从而限制链的运动,并减少由于基团分子运动引起的非辐射跃迁,成功制备了一系列具有高玻璃化转变温度(Tg)和超长磷光寿命的聚合物基室温磷光材料。这一策略不仅有效提高了材料的磷光性能,还为设计新型高性能聚合物基有机磷光材料提供了新的思路。

https://doi.org/10.1039/D5TC01657F


21

利用杂化氰基-整合水凝胶作为再生光酸基质,实现了可见光驱动的时空分辨质子管理

该文章研究了利用光酸调节 pH 值的应用,并针对传统光酸存在的溶解度限制和难以再生等问题,提出了将光酸共价集成到亲水性聚合物网络中,构建可再生光酸基质的创新策略。这种策略克服了传统光酸的溶解度限制,同时增强了其在碱性条件下的稳定性,实现了光激活下时空分辨的质子释放,并通过形状控制和扩散控制调节质子释放动力学。该方法的普适性在多种不同化学组成的聚合物基质中得到了验证。此外,通过简单的分离和在暗处进行酸性再生,可以恢复光酸基质,从而可持续地保持光激活质子释放能力。这项工作为通过可再生光酸基质开发自修复材料中的时空 pH 调节开辟了新的范例。

https://doi.org/10.1002/adma.202508265


22

一种可见光响应的八面体笼用于高效、选择性的交叉[2+2]环加成反应

本文设计了一种可见光响应的 M₆L₄ 八面体笼,只需把传统 M₆L₄ 笼每个顶点上的光惰性金属单元替换为具有可见光活性的环金属化 Pt(II) 单元,即可保留标准笼的封装能力。该策略实现了惰性底物的可见光诱导交叉[2+2]环加成,表现出完美的立体和位点选择性,即使催化条件下也能完成,而此前的 M₆L₄ 笼无法实现催化。


23

硫代香豆素-乙烯桥-二氰基异佛尔酮骨架:一种用于次氯酸比率荧光检测的策略

本文开发了一种基于二乙氨基香豆素-二氰基异佛尔酮单元的乙烯桥键荧光探针,用于特异性检测次氯酸(HClO)。其传感机理为:HClO 诱导 N,N-二甲基硫代甲酸酯基团断裂,氧化触发乙烯桥重排,最终形成独特的噻吩环结构。该探针成功应用于饮料和食品样品中 HClO 的同时检测,并实现了活细胞及小鼠体内内源性与外源性 HClO 的高对比度成像,为揭示 HClO 相关生理与病理机制提供了有力工具。


7月【第四周】发光方向文献速览
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