近日，江南大學化學與材料工程學院林恒偉教授光功能材料研究團隊，在無機智能響應性發(fā)光材料上取得研究進展，相關成果以“Multimode-Responsive Luminescence Smart Platform by Single-Sm3+-Doped Phosphors”為題發(fā)表在光學權威期刊Advanced Optical Materials上。該項工作的主要貢獻者為碩士研究生呂紹星、王潘琴和王騰躍同學，論文的通訊作者為林恒偉教授、杜家仁副教授。
林恒偉教授光功能材料研究團隊，通過單一稀土發(fā)光離子Sm3+輔助基質發(fā)光實現(xiàn)了多模式智能響應性的動態(tài)變色發(fā)光過程。在外界X高能射線以及紫外線激發(fā)后，材料在不同熱場刺激下其發(fā)光顏色呈現(xiàn)由藍紫色到玫瑰粉色的動態(tài)發(fā)光，為智能響應性光學平臺的信息安全應用提供了新策略。多模式響應性發(fā)光材料在基本光物理過程的機理和智能設備平臺的研發(fā)等方面都發(fā)揮著關鍵作用。然而，單一稀土摻雜發(fā)光體通常表現(xiàn)出單模發(fā)光或有限的刺激響應性，為實現(xiàn)在無機材料中得到多模式多響應性光學性質，通常的策略是使用三種甚至四種摻雜離子或一系列具有不同組成結構的無機固溶體材料。盡管這種策略可以實現(xiàn)多模式發(fā)光，但是材料的制備合成工藝復雜，多種發(fā)光離子之間常常發(fā)生能量淬滅，能量轉化率較低且光物理過程難以統(tǒng)一。將多模式發(fā)光集成到單離子摻雜的單一材料中是一種簡單的理想策略，但仍然是一個瓶頸問題。到目前為止，尋找合適的發(fā)光中心和基質材料組合來實現(xiàn)多模式多刺激響應性的集成仍然是一個挑戰(zhàn)。江南大學化工學院光功能材料實驗室針對這一問題，在Sr2YGaO5材料體系中單摻雜發(fā)光中心Sm3+，證明了其激發(fā)波長依賴性、熱激勵發(fā)光和X射線、UV響應的集成，該材料具有優(yōu)異的多峰發(fā)射、多刺激變色響應性。更重要的，其設計基于褐鐵礦型基質（Sr2YGaO5）發(fā)光和摻雜劑（Sm3+）發(fā)光的有效光學復用，在這種Sm3+單摻雜的基質中實現(xiàn)了優(yōu)異的光學集成，觀察到了熱激發(fā)光過程中的顏色變化特征（藍紫色到玫瑰色），提供了可視化的簡易發(fā)光辨識。這種具有顏色可變特征的多刺激響應性（光場、熱場和高能X射線）源于基質和Sm3+發(fā)光的共存現(xiàn)象，以及能量從陷阱缺陷到雙發(fā)光中心的有效能量傳遞途徑。這為集成多模式多刺激響應的光學材料開發(fā)提供了新的思路。該項研究工作得到國家自然科學基金（12204197）、江蘇省自然科學基金（BK20210481）和江南大學基本科研計劃青年基金項目（JUSRP122015）等項目的支持。
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