近日，江南大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院林恒偉教授光功能材料研究團(tuán)隊，在無機(jī)智能響應(yīng)性發(fā)光材料上取得研究進(jìn)展，相關(guān)成果以“Multimode-Responsive Luminescence Smart Platform by Single-Sm3+-Doped Phosphors”為題發(fā)表在光學(xué)權(quán)威期刊Advanced Optical Materials上。該項工作的主要貢獻(xiàn)者為碩士研究生呂紹星、王潘琴和王騰躍同學(xué)，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(tuán)隊，通過單一稀土發(fā)光離子Sm3+輔助基質(zhì)發(fā)光實現(xiàn)了多模式智能響應(yīng)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(lán)紫色到玫瑰粉色的動態(tài)發(fā)光，為智能響應(yīng)性光學(xué)平臺的信息安全應(yīng)用提供了新策略。多模式響應(yīng)性發(fā)光材料在基本光物理過程的機(jī)理和智能設(shè)備平臺的研發(fā)等方面都發(fā)揮著關(guān)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(yīng)性，為實現(xiàn)在無機(jī)材料中得到多模式多響應(yīng)性光學(xué)性質(zhì)，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(jié)構(gòu)的無機(jī)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(fù)雜，多種發(fā)光離子之間常常發(fā)生能量淬滅，能量轉(zhuǎn)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(zhì)材料組合來實現(xiàn)多模式多刺激響應(yīng)性的集成仍然是一個挑戰(zhàn)。江南大學(xué)化工學(xué)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(yīng)的集成，該材料具有優(yōu)異的多峰發(fā)射、多刺激變色響應(yīng)性。更重要的，其設(shè)計基于褐鐵礦型基質(zhì)（Sr2YGaO5）發(fā)光和摻雜劑（Sm3+）發(fā)光的有效光學(xué)復(fù)用，在這種Sm3+單摻雜的基質(zhì)中實現(xiàn)了優(yōu)異的光學(xué)集成，觀察到了熱激發(fā)光過程中的顏色變化特征（藍(lán)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(yīng)性（光場、熱場和高能X射線）源于基質(zhì)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(yīng)的光學(xué)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(xué)基金（12204197）、江蘇省自然科學(xué)基金（BK20210481）和江南大學(xué)基本科研計劃青年基金項目（JUSRP122015）等項目的支持。
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