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9月【第三周】發光方向文獻速覽

作者:東譜科技 瀏覽: 發表時間:2025-09-19 11:57:38



01

將小尺寸陽離子合金化引入低維鈣鈦礦結構實現多軸鐵電體與增強的光熱釋電性能

本文通過將有機混合陽離子合金化引入鉍基原型結構中,設計出一系列具有強光熱釋電效應的新型多軸鐵電體,其中以(BZA)₂(DMA)BiBr₆(1,BZA為苄銨,DMA為二甲銨)最為典型。小尺寸DMA⁺陽離子的動態運動提供了打破3mFm對稱性的驅動力,從而賦予其6個等效極化方向的多軸鐵電性。值得注意的是,1在寬紫外至近紅外光譜範圍(266–980 nm)內表現出光熱釋電效應,並與鐵電體體光伏效應耦合,產生高達~4800%的光電流增強比,遠超已知鐵電材料。該研究為設計新型光活性鐵電材料用於智能光電器件提供了新思路。

https://doi.org/10.1002/anie.202516315


02

熱蒸發準二維鈣鈦礦發光二極管的相位分布規律

本文介紹了一種通過共蒸發多功能配體三(三氟甲基)氧化膦(TFPPO)實現的原位相調控策略。TFPPO中的氟原子與苯乙銨(PEA)的N-H基團形成氫鍵,抑製了PEA的無序摻入,並減緩了低n相的結晶。這種相互作用促進了更均勻的相分布,並通過能量梯度增強了激子漏鬥效應。此外,TFPPO的P═O基團還可以鈍化配位不足的Pb2+缺陷。最終,在熱蒸發PeLED中實現了創紀錄的17.5%的外量子效率(EQE)。此外,優化的發射層無縫集成到6.67英寸有源矩陣TFT驅動的顯示面板中,證明了該方法對於可擴展鈣鈦礦顯示技術的實際可行性。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.5c02099?ref=pdf


03

手性超分子模板中靜電與芳烴-全氟芳烴相互作用激活圓偏振發光

本研究采用經典苯-1,3,5-三甲酰胺基手性化合物D/L-cC3作為超分子模板,與芘基熒光團(Py0或Py1)及八氟萘(OFN)共組裝。實驗發現,D/L-cC3超分子模板無法通過靜電作用有效誘導Py衍生物的手性。值得注意的是,在D/L-cC3-Py1-OFN三元共組裝體系中,通過靜電作用和芳烴-全氟芳烴(AP)相互作用,手性光學性質顯著顯現,其|glum|值達到5.1×10−3。這些發現表明:手性超分子模板向非手性熒光團誘導手性可能無法通過靜電作用實現,而靜電與AP相互作用的聯合作用為CPL特性的生成提供了便捷途徑。

https://doi.org/10.1039/D5TC02799C


04
在硼/氮/氧嵌入支架中結合雜化電荷轉移,以實現高效的黃色電緻發光

本文介紹了一種黃色熱激活延遲熒光發射體,其核心結構為硼/氮/氧雜嵌入的多環芳烴。該材料在剛性框架內展現出混合長程與短程電荷轉移特性,既能有效縮小發光帶寬,又能抑製聚集效應引發的猝滅現象,最終製備出外量子效率高達20.4%的電緻發光器件。

https://doi.org/10.1039/D5CC03874J


05

電勢調控與載流子注入增強透明鈣鈦礦pn結中高熵鈣鈦礦量子點的光電響應

本研究通過溶膠-凝膠-濺射原位碘化法,合成了碘化亞銅/鋇(Ti0.2Sn0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2)氧化物量子點/鈦酸鈣中的透明pn結。該碘化亞銅/鋇HEO量子點/鈦酸鈣pn結實現了~85%的高透光率,光電性能較本征碘化亞銅/鈦酸鈣(PCE為~1.15%)顯著提升了~3.9×10³倍,並在6個月內保持良好穩定性。鋇HEO量子點被視為核心問題,因為除了合適的費米能級/高量子效率外,其通過B位Ti-Sn-Zr-Hf-Nb多金屬離子亞穩態耦合協同效應可增強動態傳輸以改善PCE-透明度平衡,包括由Cu+ /Cu2+混合態誘導的空穴。此外,碘化亞銅具有界面接觸改善特性,而鋇HEO量子點的間隙填充特性有利於器件穩定性。

https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.09.135


06

非傳統簡單胺的激發依賴性/獨立性熒光:結構、機理及應用

本研究采用氧氣吹掃與受控熱處理(40-120◦C)的簡便方法,證實非傳統小分子胺類化合物(主要為二乙烯三胺DETA)可呈現罕見的雙重熒光特性,包括激發無關(EIF)和激發相關(EDF)行為。通過結構表征、熒光壽命分析及模擬計算,我們揭示了DETA發光的結構-機理關系:當純DETA分子在40-80◦C範圍內加熱時,通過氫鍵作用形成穩定的二聚體結構(DETA-二聚體),其熒光中心表現出EIF特征;值得注意的是,當溫度進一步升高至80-120◦C時,處於激發態的DETA-二聚體在外光作用下與氧分子發生空間共軛作用,形成動態激基複合物[DETA-二聚體...O2],從而引發EDF現象。最終,基於DETA的雙重熒光特性,我們成功實現了基於EIF的離子檢測和EDF驅動的熒光染色應用。因此,這項工作推進了對NTILs內在發光的機理理解,並建立了一個框架來優化它們在高靈敏度熒光成像和探針開發中的性能。

https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2025.113036


07

手性材料圓偏振發光特性的標準化

本文通過結構與電子特性的工程化改造,開發出包含小分子有機物、無機配合物、鈣鈦礦材料以及超分子聚合物等多元體系。這些材料的核心目標在於實現左旋與右旋圓偏振光的差異化響應,從而調控並傳輸光信號的偏振態。測量所得的手性光學活性通常以發光不對稱因子作為量化指標,該參數已成為表征手性發光體性能的關鍵參數。然而,由於涉及不同的光物理過程及測量條件差異,該因子的準確量化頗具挑戰,導緻不同材料設計和器件間的性能比較難以統一。本文針對各類材料提供實用的測量條件與操作規範建議,旨在提升手性光學測量的可重複性和可靠性。我們期待這些最佳實踐能通過解決測量結果不一緻與標準化難題,為學界帶來實質性的幫助。

https://doi.org/10.1038/s41566-025-01729-7


08
藍光激發寬帶近紅外石榴石熒光粉在高性能pc-LED中的應用

本研究通過1400◦C高溫固相反應合成了Ca3Zr2Ga2SiO12:Cr3+(CZGSO:Cr3+)和Ca3Zr2Ga2SiO12:Cr3+/Yb3+(CZGSO:Cr3+/Yb3+)兩種熒光粉,其在650 nm至1300 nm波長範圍內具有強發光特性,半高全寬(FWHM)達186 nm。與CZGSO:1 %Cr3+相比,CZGSO:1 %Cr3+/3 %Yb3+熒光粉的NIR發光強度提升182.46 %,內量子效率(IQE)從38.9 %增至60.1 %,熱穩定性顯著增強。這種性能提升歸因於Yb3+離子的引入,其降低了Cr3+離子的非輻射躍遷概率。基於CZGSO:1 %Cr3+/3 %Yb3+熒光粉的pc-LED在20 mA驅動電流下光電轉換效率達6.61 %,在850 mA驅動電流下最大輸出功率為91.1 mW,顯示出其在夜視成像領域的巨大應用潛力。此外,利用CZGSO:1 % Cr3+熒光粉的寬半高全寬(FWHM)優勢,實現了不同溶劑的檢測。

https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.06.011


09

微波促進的敏化路線提高了納米熒光體的效率、熱穩定性和多功能性

本研究開發了微波輔助鈰敏化工程,成功製備出綠色發光性能優異的NaSrY(PO4)2(NSYP):Tb納米熒光粉。相較於NSYP:Tb,得益於高效的鈰-鋱能量轉移特性,NSYP:Ce,Tb納米熒光粉的綠色發光強度提升了45.8倍,同時展現出82.2%的卓越內量子效率和93%的熱穩定性(在423K溫度下保持93%的發光強度)。在健康照明領域,NSYP:Ce,Tb納米熒光粉可提供高品質白光光源,顯色指數高達94。在多模態非接觸式測溫應用中,該材料在寬溫度範圍內保持優異的相對靈敏度(473K時K−1為2.28%,298K時K−1為2.20%)。在X射線成像方面,其空間分辨率可達18.1線對/毫米,比商用主流閃爍體高出70%以上。本研究為高性能多功能納米材料的微波輔助敏化工藝提供了新思路。

https://doi.org/10.1002/agt2.70125


10

Eu3+摻雜紅熒光粉:WLEDs和指紋檢測中的零濃度淬滅效應

本研究通過傳統固態法製備了無濃度猝滅現象的Sr9La2(WO6)4: xEu3+紅色熒光粉,並對其進行了系統表征。實驗結果表明,Eu3+激活的Sr9La2(WO6)4熒光粉可有效吸收近紫外和藍光並發出強紅光,其性能與商用激發芯片相當。濃度依賴性光緻發光(PL)測試顯示該熒光粉無濃度猝滅現象,其發光特性優於商用紅色熒光粉及已報道的Eu3+熒光粉。將合成熒光粉與商用熒光粉封裝後製備白色LED器件,光學測試表明器件具有高顯色指數(Ra=93.495)和優異的相關色溫(CCT=4423)。紅外熱成像顯示LED器件具備良好的熱穩定性和散熱性能。此外,由Sr9La2(WO6)4: xEu3+熒光粉製備的熒光激光全譜(LFP)圖像具有優異的可視化效果,能清晰呈現不同表面指紋層次特征。研究表明,Sr9La2(WO6)4: xEu3+紅色熒光粉在固態照明和LFP檢測領域具有廣闊應用前景。

https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2025.116750


11

逆轉羅丹明範式:280 nm斯托克斯位移驅動塑料圓度的閉式熒光

本文報道了一種供體-受體工程策略,通過同時將N,N-二乙基基團替換為吲哚(供體)並轉化螺內酰胺為苯磺酰胺(受體),成功激活羅丹明的閉合態發光特性,實現了前所未有的斯托克斯位移(>280 nm),同時克服了聚集導緻的熒光猝滅現象。這種新型羅丹明通過同步引入吲哚取代基和螺內酰胺取代基,展現出獨特的開-閉形態發光行為。單晶X射線衍射證實了閉合構型的存在,且吲哚取代後分子內空間位阻增大,有效避免激子耦合,使固態材料呈現明亮熒光(絕對量子產率>25%)。密度泛函理論計算表明,合成染料相較於羅丹明B具有反向分子內電荷轉移(ICT)特性:適度ICT可增強熒光強度,而強ICT則會顯著抑製熒光。基於這些獨特光物理性質,我們提出閉環塑料回收方案:將閉合態染料用於熒光追蹤,經酸處理後將標記的不可回收塑料轉化為加密墨水(開放態)。這一發現為羅丹明染料的熒光工程提供了新的見解,並有助於塑料的可持續性。

https://doi.org/10.1002/anie.202514295


12
可見光下鈦酸鐵礦型陶瓷ATiO3(A = Mg、Fe、Co、Ni和Mn)的光收縮

本研究在可見光照射條件下,對鈦鐵礦型陶瓷ATiO3(其中A = Mg、Fe、Co、Ni和Mn)的光緻伸縮行為進行了研究。在所研究的陶瓷中,CoTiO3在405、520和650 nm光照射下顯示出約0.1 %的最高光緻伸縮率。FeTiO3、MnTiO3、NiTiO3和MgTiO3的光緻伸縮響應依次遞減。溫度和熱膨脹測試表明,由光熱效應引起的陶瓷形變約占其光緻伸縮效應的一半。拉曼光譜和電荷轉移分析表明,陶瓷的光緻伸縮性能與其晶體結構密切相關。因此,這些陶瓷展現出顯著不同的光緻伸縮特性。本研究揭示了鈦鐵礦型陶瓷晶體結構與光緻伸縮性能之間的關聯,為無機材料光緻伸縮機製提供了重要見解。

https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.09.109


13

新型藍光熒光粉K3Ca0.3Y0.7Si2O7:Ce3+:相結構改變實現全光譜照明與指紋檢測

晶體場工程加速了Ce3+氰基熒光粉的發現進程,但其結構與性能之間的關聯仍不明確。我們通過K3YSi2O7相變將Ce3+發光從綠色偏移至理想氰基狀態,同時將熱穩定性從423 K時的5%提升至63.6%,內量子效率也從44.8%躍升至61.9%。這種相變使Ce3+被重新定位到更穩定的晶格位點,有效抑製了電子-聲子耦合和非輻射損耗。優化後的成分K3Can.3Yn.7Si2O7:Ce3+填補了白色LED中的氰基發光空隙,使顯色指數從84.9提升至97.1。該材料進一步製備成熱穩定氰基聚二甲基矽氧烷薄膜,成功應用於潛影指紋成像技術。本研究不僅開發出高性能氰基熒光粉,更闡明了晶體場工程調控Ce3+發光的內在機製。

https://doi.org/10.1002/lpor.202501663


14

自激活熒光粉BaAl2B2O7中間隙鋰誘導氧缺陷增強近紅外發光與熱穩定性

本文章研究了通過間隙鋰摻雜策略調控自激活熒光粉BaAl2B2O7中的本征氧缺陷,以實現其近紅外發光性能的顯著增強。文章創新性地通過一種新型的缺陷工程策略——在BaAl2B2O7中引入間隙鋰摻雜,成功同步增強了熒光粉的近紅外發光強度、實現了光譜可調諧並大幅改善了熱穩定性。通過結構表征與密度泛函理論(DFT)計算揭示了BaAl2B2O7熒光粉中的自激活近紅外發光起源於基質的間隙氧缺陷(Oi),明確自激活發光機理。針對該自激活發光成功運用缺陷工程策略將材料的發光強度提升了八倍,使發射光譜發生72 nm藍移,並將熱穩定性從150 °C下的37%大幅提高至86%,甚至實現了在25-75°C範圍內的零熱淬滅現象。上述性能的提升主要歸因於間隙氧缺陷(Oi)濃度的增加以及深陷阱能級的引入。該工作不僅闡明了一種通過間隙位點摻雜精準調控缺陷態以優化發光性能的普適性方法,為設計新型自激活近紅外發光材料提供了新的思路,並展示了其在夜視、生物成像及指紋檢測等領域的應用潛力。

https://doi.org/10.1002/lpor.202500774


15

 激光驅動的NIR-II發光陶瓷光源,用於先進的成像和檢測技術

本文進一步提出了一種非等效陽離子取代策略來製備半透明MgO:Ni2+,Cr3+高效NIR-II發光陶瓷,並與重慶郵電大學馬重庚教授合作,通過理論計算揭示了Cr3+的共摻雜在Ni2+占據的八面體位點引起結構畸變,這有效打破了d-d躍遷的宇稱禁阻,同時實現了從Cr3+到Ni2+的高效能量轉移。這些協同效應產生了分別為61.06%和39.69%的內部和外部量子效率。開發的陶瓷表現出卓越的熱管理能力,在高達478 K的溫度下展現出31.28 W·m-1·K-1的熱導率並保持了室溫下92.11%的發射強度。當集成到激光驅動的NIR-II光源中時,該系統在21.43 W/mm2藍色激光激發下實現了214 mW的破紀錄輸出功率性能。最後,實際演示展示了卓越的無損成像能力,具有5.29 lp/mm的空間分辨率和0.97的對比度。這項工作為在先進成像和檢測技術中開發高性能NIR-II光源建立了新的範例。

https://doi.org/10.1038/s41377-025-01953-4


16
F取代增強LiGa5O8:Cr3+, Ni2+的近紅外發射以實現F汙染監測的應用

本工作選擇Cr3+、Ni2+作為發光中心,以LiGa5O8尖晶石氧化物為基質,利用F-替換O2-,合成了新型的F-敏感材料LiGa5O8:0.007Cr3+,0.011Ni2+,yF-(LGCN:yF-(y=0-0.3))近紅外熒光粉,探究了F-摻雜對晶體結構、帶隙能量、發光性能和缺陷的影響,尤其闡明Cr3+和Ni2+之間能量傳遞以及F-對Ni2+發光性能調控的作用機理。研究發現,由於Cr3+向Ni2+進行能量傳遞,LiGa5O8:0.007Cr3+,xNi2+(x=0.001-0.015)熒光粉的Cr3+的發射強度隨著Ni2+濃度的增加而降低,熒光壽命從2.74 ms逐漸降低到2.37 ms,基於熒光壽命和強度積分面積計算的能量傳遞效率分別從5.93%提高到13.46%以及從19.98%增加到42.42%。在LGCN:yF-(y=0-0.3)熒光粉中,F-離子作為優異的助熔劑和電荷補償劑,有效地補償了由於Ni2+摻雜導緻的電荷不平衡,使Ni2+發光強度顯著提高約60%。在八面體位點,Cr3+和Ni2+取代Ga3+導緻本征缺陷減少。F-摻雜抑製Ni2+取代Ga3+的缺陷生成。因此,深電子陷阱數量隨F-濃度增加而降低,從而導緻Cr3+在718 nm處的近紅外餘輝發射強度減弱,餘輝時間超過400 s。值得注意的是,含F-離子的土壤和水使Ni2+的發光強度分別增加了105%和41%。因此,LiGa5O8:0.007Cr3+,0.011Ni2+樣品在F-汙染監測領域具有極大的應用潛力。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.167879


17

Er3+/Sm3+ 中采用雙發射中心策略實現多模態發光加密材料的可調餘輝

本文摻鉺(Er³⁺)/摻釤(Sm³⁺)的 Ca₃Ga₄O₉磷光體通過響應從紫外(UV)到近紅外輻射(NIR)的多種激發模式,實現了多色光緻發光(PL)、上轉換發光(UCL)和顏色可調的 LPL。光譜分析表明,通過改變 Er³⁺和 Sm³⁺離子的相對濃度,可以實現從綠色到橙色的多色餘輝。為了揭示多色餘輝的機製,系統地利用餘輝光譜和熱釋光(TL)光譜來探究由 Er³⁺和 Sm³⁺共摻雜的陷阱分布。最後,基於顏色可調的 LPL,還系統地研究了其在光學防偽和信息加密方面的潛在應用。這種在單一主體中成功整合多色、多模態發光與可調色餘輝的技術,為防偽和加密提供了一個全新的平台,極大地豐富了可顯示信息的視覺多樣性。

https://doi.org/10.1039/D5QI01359C


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