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5月【第五周】發光方向文獻速覽

作者:東譜科技 瀏覽: 發表時間:2025-06-03 11:04:39


01

用於實時心率監測的高效電荷分離異質結型高靈敏度自供能柔性光電探測器

本研究針對實時精準心率監測在疾病預防與早期診斷中的關鍵需求,緻力於解決現有柔性電子設備功耗大、探測率低及響應緩慢等瓶頸問題,提出了一種創新的協同策略。該策略通過構建摻雜SnS量子點的CsPbI₃:Ho³⁺@SnS量子點p-n異質結作為光敏層,並在spiro-OMeTAD空穴傳輸層中摻雜SnS量子點,成功製備出性能卓越的柔性自供能光電探測器。實驗結果顯示,這種光電探測器具有高達0.58 A W⁻¹的響應度、1.13×10¹³ Jones的探測率以及98.8微秒的快速響應時間,展現出優異的靈敏度和穩定性。進一步地,將該探測器與發光二極管集成構建光電容積脈搏波系統,實現了心率的實時、精準監測,為可穿戴醫療設備領域帶來了新的突破。

https://doi.org/10.1002/advs.202505945


02

利用高效可見至近紅外發光無鉛雙鈣鈦礦的先進防偽技術

本研究針對品牌和市場對光學防偽技術日益增長的需求,成功合成了無鉛鹵化物雙鈣鈦礦。通過在Cs2NaScCl6中摻雜Sb3+和Cr3+,實現了具有藍光發射(445 nm)和近紅外發射(980 nm)的雙發射中心的無鉛鹵化物雙鈣鈦礦。其中,藍光發射源自[SbCl6]3–八面體的自陷激子發射,而近紅外發射則來自Cr3+離子的發光。通過多發射中心之間的高效能量傳遞,近紅外發射的量子效率達到了71%。最終,通過絲網印刷樣品實現了多種防偽圖案。該成果為設計具有高效可調發光特性的無鉛鹵化物鈣鈦礦提供了重要的靈感,推動了其在防偽和信息加密領域的應用。

https://pubs-acs-org-s.libvpn.scnu.edu.cn:20080/action/showCitFormats?doi=10.1021/acs.inorgchem.5c01165&ref=pdf


03

光譜和電化學視角下的單釕配合物調控紅綠藍(RGB)電緻發光策略研究 

本研究通過系統的光譜分析,探討了釕基配合物(S3)的發光中心與分子結構的關系,旨在實現單分子複合物的白光發射。S3 配合物以 Ru(pipy)2(CO)2 為核心,連接兩個蒽基團。在化學發光(CL)過程中,S3 發出綠光和藍光,其中藍光(405 nm 和 445 nm)源自苯基蒽部分,綠光(525 nm)來自釕中心。有趣的是,電緻發光(ECL)過程中出現的紅光(640 nm)歸因於 ECL 特有的激基複合物。通過將施加電位調至 -2.3 V vs SCE,實現了 CIE 坐標為 (0.31, 0.31) 的白光發射。S3 的絕對 ECL 和 CL 量子效率分別為 0.00018% 和 0.18%。這種從單一配合物實現多色發光和可調白光的能力,簡化了 ECL 過程,為多色生物傳感、先進照明和顯示技術提供了新途徑,推動了單組分 ECL 系統的發展。

https://pubs-acs-org-s.libvpn.scnu.edu.cn:20080/action/showCitFormats?doi=10.1021/acs.jpcc.5c02177&ref=pdf


04
具有可逆熱緻變色發光特性的有機-無機雜化錳(II)鹵化物用於防偽和X射線成像

本研究報道了兩種新型零維(0D)的錳(II)鹵化物雜化材料(4-PP)₂MnX₄(4-PP = 4-苯基吡啶;X = Cl, Br),它們具有明亮的窄帶綠色發光和高達 90.7%、94.6% 的高光緻發光量子產率。顯著的是,這兩種材料在環境條件下展現出從綠色到紅色發光的明顯且可逆的熱緻變色行為。此外,它們還表現出優異的穩態X射線發光效率,分別為42,000和48,000光子/MeV⁻¹,以及低檢測限79.2和56.6 nGyair s⁻¹。這些特性使它們成為防偽和原位熱響應X射線成像應用的有力候選材料,為設計高效熱緻變色材料提供了重要的研究進展,為未來先進X射線成像技術的多功能熱緻變色閃爍體研究提供了藍圖。

https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.5c01148


05
使用嘧啶-3,6-二羧酸合成鋱和鏑金屬有機框架(MOFs):鋱基MOF在鄰苯二甲酸和核黃素熒光傳感以及羅丹明B光催化降解中的雙重功能

本研究合成了兩種基於鑭系元素的金屬 - 有機框架(MOFs)[Ln₂(Pym - 3,6 - dca)(O²⁻)(H₂O)](Ln = Tb, Dy),采用嘧啶 - 3,6 - 二羧酸作為剛性的 N, O - 雙供體連接體。兩種 MOFs 均結晶於 I41/a 空間群,具有高熱穩定性。Tb - MOF 具有強烈的綠色光緻發光和較長的激發態壽命(τ = 3.967 毫秒),可用於水中鄰硝基苯甲酸(o - NBA,檢測限為 0.30 ppm)和核黃素(檢測限為 0.31 ppm)的高靈敏度 “關閉型” 熒光傳感。其熒光猝滅機製涉及共振能量轉移和光競爭吸收,通過光譜重疊分析和 DFT 計算能級得到支持。此外,Tb - MOF 還能作為高效的光催化劑,在可見光誘導下實現羅丹明 B 的降解,80 分鍾內降解率達到 96.45%,且在過氧化氫(H₂O₂)作用下活性增強,形成羥基自由基,自由基捕獲實驗證實了多途徑降解機製。

https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.5c01724


06

使用陽離子胺穩定的陰離子發光金屬-有機材料對精氨酸和組氨酸的選擇性識別行為:穩態和時間分辨發光研究

本研究通過水熱技術合成了一種新的Eu(III)基金屬 - 有機材料[Eu(CAM)₂(H₂O)]·0.5H₂Pip·H₂O。Eu³⁺離子與肌氨丁三酸配體形成陰離子二聚體金屬 - 有機結構,通過分子間O−H···O氫鍵相互作用穩定,進而形成二維超分子結構,並通過呱嗪二ium離子的N−H···O氫鍵相互作用進一步穩定,形成三維超分子組裝體。該化合物在280 nm激發下發出強烈的紅光。在水介質中,該化合物在兩種氨基酸(如L - 精氨酸和L - 組氨酸)存在時展現出顯著的發光猝滅行為,檢測限分別為0.29和0.37 µM。發光衰減過程和壽命值表明,精氨酸導緻的發光猝滅是靜態猝滅和動態猝滅共同作用的結果,而組氨酸導緻的猝滅完全是靜態猝滅。

https://doi.org/10.1002/ejic.202500042


07

通過添加過量二氧化矽來改善銪和鏑摻雜的 Sr2MgSi2O7 磷光材料的製備及其發光性能

本研究聚焦於優化 Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺, Dy³⁺ 長餘輝熒光粉的製備工藝和發光性能。通過增加原料中的矽(Si)與鍶(Sr)的比例,發現適量添加二氧化矽不僅能促進單相熒光粉的形成,還能降低燒結溫度並提高固相反應速率。實驗表明,當 Si/Sr 比為 1.1 且燒結溫度為 1350°C 時,樣品的光緻發光性能最佳;而 Si/Sr 比為 1.3 的樣品在 1300°C 燒結時,餘輝性能比 Si/Sr 比為 1.0 在 1400°C 燒結的樣品提高了 3.5 倍。這證明適當提高 Si/Sr 比例可在降低燒結溫度的同時保持甚至提升發光性能。此外,利用第一性原理計算,研究了基質、摻雜離子及氧空位的電子結構,揭示了氧空位和共摻雜 Dy 在餘輝發光中的作用,為製備高效、節能的長餘輝熒光粉提供了新策略。

https://doi.org/10.1038/s41598-025-02948-2


08

用於高性能藍色鈣鈦礦發光二極管和有源矩陣顯示器的多活性位點材料

這項研究聚焦於提升鈣鈦礦發光二極管(PeLEDs)性能,創新性地采用生物製藥劑鹽酸安溴醇(AMB)作為多功能鈣鈦礦結晶調節劑。AMB富含電子基團(如−OH和−NH2),能通過多種配位鍵(如O:Pb和N:Pb)有效鈍化鈣鈦礦晶界,同時與鹵素離子形成氫鍵,抑製鹵素空位形成和離子遷移。此外,AMB通過與spacer分子PEA競爭配位位點,促進了層狀相的有序排列,提升了激子傳輸效率。最終,研究成功製備出光譜穩定的天藍色PeLEDs,其外部量子效率高達22.42%,並展示了高質量的有源矩陣陣列顯示器,實現了每個像素的精確獨立控製,展現出卓越的亮度和色彩一緻性,為先進光電子應用帶來了巨大潛力。

https://doi.org/10.1021/acsnano.5c03916


09

四苯乙烯/釕複合物三維共價有機框架組裝體的熒光應變可視化

本研究開發的基於四苯乙烯/釕複合物的三維共價有機框架(3D-COF)組裝體,成功實現了材料內部應力和應變分布的動態熒光可視化。研究團隊利用含有聚集誘導發光(AIE)基團的TPE-4CHO和氨基終止的釕複合物,通過動態共價亞胺鍵合成了雙熒光團3D-COF,並經PEG化處理增強了其分散性。實驗表明,3D-COF在甲醇中濃度為0.5 mg/mL時展現出490 nm和670 nm的光緻發光峰。在COF@PDMS複合彈性體薄膜中,隨著應變增加,ITPE/IRu比值上升,在120%應變下比未應變狀態增加約1.5倍,且可完全恢複。此外,該薄膜還可監測表面摩擦力分布。在液體介質中,PEG-3D-COFs的ITPE/IRu比值與流動速度呈線性關系,實現了流動速度的定量可視化。

https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.05.251


10

表面鈍化二維層狀碳化矽納米晶體的溫度依賴光緻發光

本研究測量了表面鈍化二維層狀碳化矽(SiC)納米晶體在低溫條件下的光緻發光(PL)響應,探討了表面化學對其發光特性的影響。研究發現,暴露於氧氣中的樣品盡管完全鈍化,但非輻射複合占主導,PL譜較寬,量子產率(QY)較低(10-20%),且隨溫度降低僅小幅增加。而屏蔽氧氣的完全鈍化和部分鈍化樣品表現出較強的輻射複合,具有明亮的窄帶藍光PL和更高的QY,且在低溫下顯著增加。其中,High樣品在低溫下QY高達90%。通過分析低溫下屏蔽樣品的多峰PL結構,研究指出明亮的窄帶發射與表面SiCxHy相關,而暴露樣品的弱PL與表面橋氧有關。這些結果對所有形式的納米結構SiC的可見光發射具有重要意義,強調了在材料合成和處理過程中降低氧含量的必要性。

https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5c01576


11

環境驅動的可調諧的圓極化發光用於 FRET-活性複合材料的手性鳥苷組裝體

本研究通過模仿細胞內分子擁擠環境,利用聚乙二醇(PEG)600模擬,使鳥苷(Gua)和5′-鳥嘌呤單磷酸(GMP)在分子擁擠條件下自組裝形成手性水凝膠。研究發現,通過調整Gua的濃度,可以顯著影響水凝膠的螺旋手性,實現從右旋到左旋的轉變。引入硫代熒光素T(ThT)等染料後,水凝膠展現出圓偏振發光(CPL)特性,其不對稱因子(glum)可達10⁻²。進一步地,通過弗斯特共振能量轉移(FRET)機製,這些水凝膠能夠實現全彩CPL發射,並展示出雙CPL特性。此外,將手性共組裝水凝膠加工成獨立的聚合物薄膜,能夠區分左旋和右旋圓偏振光,這為設計新型手性功能納米材料及其在手性檢測領域的應用開辟了新途徑。

https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5c02374


12

通過溫度依賴區分 Cr³⁺ 近紅外發光中的熱耦合與自旋相互作用

本文研究了八面體配位 Cr³⁺ 離子的近紅外發光特性,旨在區分熱耦合和自旋相互作用這兩種機製。研究團隊通過分析在不同晶體場中的 Cr³⁺ 摻雜材料(如 Y₃Ga₅O₁₂:Cr³⁺、SrGa₁₂O₁₉:Cr³⁺ 和 LaMgGa₁₁O₁₉:Cr³⁺)的溫度依賴性衰變壽命,發現 Y₃Ga₅O₁₂:Cr³⁺ 的寬帶發光源於 2E 和 4T₂ 激發態的熱耦合,表現為壽命隨溫度升高呈偽指數級下降。而 SrGa₁₂O₁₉:Cr³⁺ 和 LaMgGa₁₁O₁₉:Cr³⁺ 的壽命隨溫度變化較慢,表明自旋相互作用的出現,並通過計算自旋相互作用能得以驗證。該研究為利用溫度依賴性壽命分析區分 Cr³⁺ 在中等晶體場中的發光機製提供了簡單易行的分析框架。

https://doi.org/10.1002/lpor.202500568


13

通過分層金屬-有機框架調製優化印刷的準 2D 發光鈣鈦礦薄膜

該文提出了一種利用剝離的金屬有機框架(Cd-MOF)作為調製器的原位異質成核生長方法來製備準二維鈣鈦礦薄膜,解決了微電子印刷技術中鈣鈦礦結晶不可控的問題。通過苯乙基銨(PEA)與Cd-MOF的結合形成晶體核,促進異質成核和晶體生長,調節n相分布,同時緩解剛性應力以減少缺陷。最終,製備的準二維鈣鈦礦薄膜展現出37.40%的高熒光量子產率和優異的發光穩定性,為光電子應用提供了有前景的材料,並凸顯了MOF輔助合成在提升鈣鈦礦性能以滿足微電子印刷需求方面的潛力,為未來光電子設備發展開辟了新路徑。

https://doi.org/10.1002/adma.202501939


14

與 Mg 相關的 GaN 藍色發光深層缺陷及其與 MgO 表面態的聯系

本研究聚焦於氮化镓(GaN)中與鎂(Mg)相關的藍色發光深層缺陷及其與氧化鎂(MgO)表面態的聯系。GaN 正在取代電力電子領域的矽,但其界面態密度尚未得到充分控製。Mg 是目前唯一在技術中使用的 GaN 的 p 型摻雜劑,但其晶格摻入困難,需熱處理才能部分激活。為實現中等 p 型摻雜,需高劑量 Mg,而大部分 Mg 保持非活性,可能成為缺陷源。研究采用表面光電壓譜(SPS),觀察到從價帶躍遷至高於價帶約 0.49 eV 的深陷阱的光學躍遷,以及從同一陷阱躍遷至導帶的互補躍遷(峰值在 2.84 eV,與 “藍色發光” 能量重合)。譜圖的相似形狀、帶隙內互補能量以及相反性質表明這可能是與 Mg 相關的表面態。推測少量表面偏聚的 Mg 在 Mg 激活熱處理過程中氧化,形成表面態。HCl 蝕刻會影響與 “藍色發光” 相關能量的光電壓。表面處理不太可能影響體材料,除非藍色發光中心裝飾擴展缺陷。此外,純 MgO 的發光在無 GaN 時也會產生相同藍色發光。

https://doi.org/10.1038/s41598-025-97446-w


15

開發新型基於比率法的Eu³⁺/Sm³⁺共摻雜 CaWO₄ 和 CaMoO₄ 熒光粉用於光學溫度計

本研究通過高溫固相法成功合成了 Eu³⁺/Sm³⁺ 共摻雜的 CaWO₄ 和 CaMoO₄ 斜方輝石型熒光粉,並深入探究了其在發光溫度計領域的應用潛力。利用掃描電子顯微鏡(SEM)和 X 射線衍射(XRD)分析了熒光粉的結構與形貌。這兩種熒光粉展現出特征發射峰,其中 Eu³⁺ 離子對應的發射峰位於 534、594、657 和 705 nm,對應其 ⁵D₁→⁷F₁、⁵D₀→⁷F₂、⁵D₀→⁷F₃ 和 ⁵D₀→⁷F₄ 躍遷;Sm³⁺ 對應的發射峰位於 564、603 和 648 nm,對應其 ⁴G₅/₂ → ⁶H₅/₂、⁴G₅/₂ → ⁶H₇/₂ 和 ⁴G₅/₂ → ⁶G₉/₂ 躍遷。基於 Eu³⁺ 和 Sm³⁺ 若幹發射帶的溫度依賴性演變,研究了這兩種熒光粉的溫度感應特性。特別是采用發光強度比(LIR)技術,發現對於 CaMoO₄:1%Eu³⁺/1%Sm³⁺,在低溫範圍(93 K)內通過監測 652/617 nm 處的 LIR 參數變化可實現最大相對靈敏度 1.28% K⁻¹;而對 CaWO₄:1%Eu³⁺/1%Sm³⁺,靈敏度略低,為 1.18% K⁻¹。研究結果表明,所開發的熒光粉可作為高效的遠程溫度傳感器,在光學溫度計領域具有廣泛的應用前景。

https://doi.org/10.1038/s41598-025-03683-4


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