近红外应力发光材料研究进展

应力发光材料因在应力传感、光学信息存储、生物成像显示、防伪等领域的潜在应用,引起了广大科研工作者的关注.但是,目前已知该材料的发光大多集中在可见光波段范围,这极大地限制了其更广阔的应用;而近红外应力发光材料由于不受明亮环境的干扰以及具有良好的生物组织透过性,逐渐步入科研工作者的视野,成为一类重要的应力发光材料.本文主要...     

无机可再生应力发光材料研究进展

应力发光是某些材料受到机械刺激时产生的发光现象.许多固体材料在压裂过程中会产生应力发光,但这种破坏性发光限制了材料的实际应用.可再生应力发光的发现为应力发光材料创造了解决现实问题的机会,其在结构健康诊断、力驱动的新型光源和显示器件以及生物力学应力传感器等领域展现出广泛的应用前景.本文对近二十年来无机可再生应力发光材料的...     

SrAl2O4:Eu,Ho/树脂应力发光薄膜在焊缝缺陷检测中的应用

采用高温固相法合成SrAl₂O₄∶Eu,Ho应力发光材料。XRD结果表明,所合成的样品较纯,掺杂离子并未改变基质材料的基体结构。将SrAl₂O₄∶Eu,Ho（SAOEH）应力发光粉末与树脂混合制备复合应力发光薄膜。光谱结果表明,薄膜的发光随着厚度的增加而增强;薄膜的SEM结果表明,SAOEH粉体颗粒均匀分散在树脂中。将应力发光薄膜应用于钢板焊缝处背面,应力测试结果表明薄膜应力发光先增强后减弱。当薄膜厚度为0.9 mm时,应力发光最强,且在焊缝处可得到较高的响应值。此外,在循环测试的过程中,应力发光薄膜可对焊板断裂实现实时响应,结合CCD相机可实现钢板焊缝检测的可视化,并对缺陷定位。     

高性能ZnS∶Cu基力致发光弹性体及其在视觉交互织物中的应用EI北大核心CSCD

随着柔性电子领域的不断发展,人们对可穿戴设备的智能化需求逐渐增多。其中,具有视觉交互功能的智能发光纺织品因其应用场景和功能的多样性引起了人们的广泛关注。ZnS∶Cu基力致发光弹性体仅在受到机械应力下就可以实现可见光的发射,具备可循环的力-光可视化传感特性,在智能发光服装方面有着潜在的应用价值。本文通过弹性聚合物基体网络结构调控、Al_(2)O_(3)纳米粒子掺杂的方法来增加应力传递位点,从而提高ZnS∶Cu复合弹性体的发光强度。通过挤出包覆、3D打印、丝网印刷等工艺实现了力致发光智能织物的连续化和图案化制备,改善了力致发光纺织品的力-光转换的灵敏度和穿戴舒适性问题,其在可穿戴传感、运动健康监测、智慧交通警示等方面具有潜在的应用价值。     

紫外应力发光材料SrMgSi2O6：Ce的制备与光谱性质研究

采用固相烧结法制备了3种紫外应力发光材料SrMgSi₂O₆：Ce_0.005、SrMgSi₂O₆：Ce_0.005,Er_0.015和Sr₂MgSi₂O₇：Ce_0.005,Er_0.015。XRD测试结果表明：SrMgSi₂O₆与Sr₂MgSi₂O₇具有相同的结构,掺杂离子的加入没有改变相结构。3种样品的荧光发射光谱很类似,均在330~400 nm紫外波段有较宽的发射谱带。应力发光曲线的测试结果表明,样品的应力发光强度与物体受力变化呈良好的对应关系,证明所制备的样品可以用来检测物体的受力情况。同时,研究了共掺杂离子以及改变基质结构对应力发光强度的影响,结果表明发光体中陷阱数目的增加以及基质对称性的降低有利于应力发光的产生。由于所开发的样品波长在紫外区,因而可以作为光源来激发其他颜色的光致发光材料从而实现多颜色应力发光材料的开发。     

超声引起的SrAl_2O_4:Eu,Dy薄膜的应力发光

为了实现超声探伤和应力发光探伤二者结合,研究了SrAl_2O_4∶Eu,Dy(SAOED)/硅橡胶在超声振动下的应力发光性质。薄膜的微观结构表明,SrAl_2O_4∶Eu,Dy应力发光颗粒被高弹性的硅胶包裹。当超声波作用到薄膜表面时,超声振动可以促使应力发光颗粒周围的硅橡胶发生各种形变,从而使被包裹的应力发光颗粒发生有效形变,产生高效的应力发光。薄膜厚度以及超声频率对SAOED发光薄膜的应力发光有明显的影响。薄膜的超声应力发光强度随着薄膜厚度的增加先增大,当薄膜的厚度为1 mm时达到最大,之后随着薄膜厚度的增加而降低。薄膜的超声应力发光强度与超声频率大小成正比,即使最低频率仅为500 Hz时仍能检测到信号,说明SrAl_2O_4∶Eu,Dy/硅橡胶发光薄膜是一种很有应用前途的无损检测传感器。     

应力发光材料Sr2SiO4∶Eu,Dy的光谱性质研究

采用高温固相法制备一系列Sr₂SiO₄∶Eu_0.01, Dy_x(x=0.000 1, 0.002 5, 0.005, 0.01)应力发光材料,研究了不同掺杂浓度下,Sr₂SiO₄∶Eu, Dy的光致发光和应力发光性质。研究结果表明在掺杂Dy3+浓度较低时,样品同时存在α和β两种相,当掺杂Dy3+浓度增加时,则出现β到α的相转变。由于Eu2+占据Sr2+格位的不同,样品在蓝光区486 nm(Sr1)和绿光区530 nm(Sr2)有两个峰存在。而应力发光光谱与余辉光谱类似,均只呈现出530 nm的发光,这说明二者的发光来源于占据Sr2格位的Eu2+,都是通过改变陷阱的浓度实现发光性能的变化,但Sr₂SiO₄∶Eu, Dy的应力发光强度的变化还与其结构改变有关。同时,Sr₂SiO₄∶Eu, Dy应力发光强度与所施加的力之间呈良好的线性关系,并且可用眼睛观察到明显的黄色应力发光,这为应力发光传感器准确检测物体所受应力提供依据。结合余辉、热释以及应力发光性质,推测Sr₂SiO₄∶Eu, Dy的应力发光机制应是压电产生的电致发光。     

通过Pr3+掺杂SrZnOS实现应力发光颜色调控及其应力发光机理

采用高温固相法成功制备出新型Sr_(1-2x)Pr_xLi_xZnOS应力发光材料。通过XRD、扫描电镜、漫反射、光致发光、荧光衰减、应力发光和热释光等测试详细研究了晶体结构、形貌、光致和力致发光性能及其发光机理。在298 nm激发下,Sr_(1-2x)Pr_xLi_xZnOS的发光位于522 nm和674 nm,分别来自于Pr~(3+)离子从激发态~3P_0到~3H_5、~3F_2的跃迁。随着Pr~(3+)浓度增加,发光强度先增加后减小,在x=0.015时发光最强,且衰减时间从17.79μs减短到5.93μs。在载荷为5 000 N激发下可以获得Pr~(3+)离子的522 nm和674 nm的应力发光发射带。位于522 nm和674 nm的两个发射带的相对强度I_G/I_R随着掺杂浓度的增加呈线性减小,且在色坐标图(CIE)和实物应力发光照片中均能观测到应力发光的颜色从黄绿光到橙黄光的转变。该材料的研究将为应力发光领域提供调控颜色的新思路,在压力显示成像和应力传感领域具有潜在的应用价值。     

显示用上转换绿色发光材料NaYF4：Er，Yb及其特性

采用喷射微波燃烧合成法制备了上转换发光显示器中发绿光的上转换发光材料NaYF4:Er,Yb.测试了该材料的XRD衍射图谱和发光效率.给出了该材料在1 064 nm三种激光功率激发下的发光光谱.分析了该材料的上转换发光机理,得到545 nm和662 nm峰值发光分别是Er3+的4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁产生的.NaYF4:Er,Yb具有较强的上转换绿光,同时存在的较弱的红光易于用滤色膜滤除,满足显示对三基色中绿色的要求;并且喷射微波燃烧合成法制备的该材料达到了高分辨率显示应用超细粉体的要求.     

显示用上转换绿色发光材料NaYF4∶Er,Yb及其特性

采用喷射微波燃烧合成法制备了上转换发光显示器中发绿光的上转换发光材料NaYF4∶Er,Yb.测试了该材料的XRD衍射图谱和发光效率.给出了该材料在1 064 nm三种激光功率激发下的发光光谱.分析了该材料的上转换发光机理,得到545 nm和662 nm峰值发光分别是Er3+的4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁产生的.NaYF4∶Er,Yb具有较强的上转换绿光,同时存在的较弱的红光易于用滤色膜滤除,满足显示对三基色中绿色的要求;并且喷射微波燃烧合成法制备的该材料达到了高分辨率显示应用超细粉体的要求.     

组合方法筛选新型发光材料

结合作者课题组开展的工作,简要介绍了组合方法在发光材料研究中的应用.包括:适用于发光材料库合成的组合溶液喷射和原位掩模薄膜顺序沉积技术;应用于发光材料库高通量筛选的照相术、组合扫描光谱和组合真空紫外发光表征系统.列举了组合方法在稀土聚合物敏化发光材料、真空紫外发光材料和长余辉发光材料等研究中的应用.     

铝酸盐类发光材料红外释光的研究

报道了铝酸盐类发光材料体系存在高效率的红外释光现象,成功地合成出对红外光束反应灵敏的铝酸盐类发光材料,研制出红外激光检测板,同时研究了该类发光材料红外与紫外发光及其荧光衰减特性,提出了该类发光材料的红外发光应属于红外释光过程,并展示了其实际应用前景。     

Eu2+和Dy3+共掺CaxSr2-xSiO4硅酸盐固溶体发光性质探究

稀土发光材料和固溶体发光材料受到人们的广泛关注,稀土固溶体发光材料本身的结构特性在一定程度上能够影响和决定它的发光特性,而发光特性又直接关系到材料的性能和使用前景.因此,本论文的主要工作时通过改变固溶体发光材料CaxSr2-xSiO4: 0.01Eu2+ , 0.01Dy3+固溶离子Ca和Sr的比例浓度来实现对固溶体发光材料基质结构的调节,测得了不同固溶比例下的样品的激发光谱和部分发射光谱以及热释光谱,并对这些实验结果进行分析.     

通过Pr^(3+)掺杂SrZnOS实现应力发光颜色调控及其应力发光机理EI北大核心CSCD

采用高温固相法成功制备出新型Sr_(1-2x)Pr_(x)Li_(x)ZnOS应力发光材料。通过XRD、扫描电镜、漫反射、光致发光、荧光衰减、应力发光和热释光等测试详细研究了晶体结构、形貌、光致和力致发光性能及其发光机理。在298 nm激发下,Sr_(1-2x)Pr_(x)Li_(x)ZnOS的发光位于522 nm和674 nm,分别来自于Pr^(3+)离子从激发态^(3)P_(0)到^(3)H_(5)、^(3)F_(2)的跃迁。随着Pr^(3+)浓度增加,发光强度先增加后减小,在x=0.015时发光最强,且衰减时间从17.79μs减短到5.93μs。在载荷为5000 N激发下可以获得Pr^(3+)离子的522 nm和674 nm的应力发光发射带。位于522 nm和674 nm的两个发射带的相对强度I_(G)/I_(R)随着掺杂浓度的增加呈线性减小,且在色坐标图(CIE)和实物应力发光照片中均能观测到应力发光的颜色从黄绿光到橙黄光的转变。该材料的研究将为应力发光领域提供调控颜色的新思路,在压力显示成像和应力传感领域具有潜在的应用价值。     

稀土掺杂材料的上转换发光

稀土掺杂材料的上转换发光是实现光波频率转换的重要途径,也是稀土掺杂发光材料研究的重要内容。本文从介绍与上转换相关的基本概念出发,阐述了稀土离子上转换发光的发展历史;对稀土离子掺杂材料的能量传递、激发态吸收、合作敏化、合作发光、双光子吸收激发及光子吸收雪崩等上转换发光机制进行了概述,并对各机制进行了比较;对不同稀土离子掺杂体系中上转换发光的机制进行了总结;对以往研究的稀土掺杂上转换发光材料的基质,包括粉体材料、晶体材料、非晶材料进行了概括;最后对影响稀土离子上转换发光效率的因素进行了分析,提出了在上转换发光材料的设计中应重点考虑基质对泵浦光及上转换发射光的吸收、基质材料的声子能量、稀土离子的掺杂方案及泵浦途径等因素。     

SrAl2O4：Eu2+的长余辉发光特性的研究

本文研究了SrAl2O4:Eu2+材料的发光及长余辉特性.首次得到了这一材料的发光衰减由初始的快衰减和后期的慢衰减过程所组成,以及热释发光光谱出现两个热释发光峰值的实验结果.对所得结果进行了分析讨论,提出了这一材料的发光衰减是由两个足够深的电子陷阱所引起.     

发光寿命在发光特性表征中的重要影响

吸收是发光的前提条件,吸收变了,发光的其他特性也就随之而变.但是发光寿命的长短又会反过来影响吸收的多少,这不仅存在于光致发光中,而且是一个普遍规律.从电场引起的场致发光中发现,在同一种材料中掺入两种发光寿命长短相差悬殊的发光中心Cu和Mn,利用激发电源频率的变化,明确地显示出发光寿命短的Cu的发光与发光寿命长的Mn的发光强度之比随频率的增加而增大,而且也显示了Cu的两种发光也有这种规律.实验结果说明,这种规律只取决于发光中心的寿命长短,而与激发方式及猝灭原因无关.     

发光液晶材料的合成及发光特性研究

具有聚集诱导发光增强效应的发光液晶材料,能有效地解决一般发光材料聚集时荧光猝灭和液晶自组装之间的矛盾,在液晶显示等领域有极大的应用价值。本文报道了一种自发光液晶材料(2Z,2'Z)-2,2'-(1,4-亚苯基)二(3-(4-己氧基)苯基)丙烯腈(PHPA)。研究了PHPA的聚集态发光性质、溶剂化效应、热力学性质及发光各向异性。结果表明,PHPA同时具有聚集态诱导发光增强效应和液晶性,其有序取向的薄膜发出的光具有各向异性。该发光液晶材料应用于液晶显示将能简化器件结构、增加亮度、对比度和能效。     

喷雾热解法制备发光材料研究进展

喷雾热解法是近年来新兴的合成无机功能材料的方法，使用这种方法制备的发光材料一般具有均匀的球形形貌，粒子的粒度分布窄，这不仅有利于提高材料的发光强度，还可以改善发光粉的涂敷性能并提高发光显示的分辨率。本文综述了喷雾热解法的基本过程及其制备的发光材料的特点，并对其未来发展趋势进行了展望。     

近红外发光材料的应用研究进展

近年来,近红外发光二极管(light emitting diodes,即LED)由于其高效、节能环保、小型化、长寿命的特点引发了研究人员极大的关注.而近红外发光材料作为重要的颜色转换元件,在近红外LED的发展中处于核心的地位.目前,近红外发光材料已经在发光效率、稳定性等方面取得了显著发展.阐述了近红外发光材料的研究进展,同时展望了近红外发光材料在不同需求下的应用前景.