兼具长余辉磷光和热激活延迟荧光特性的变色硅锗氧化物

日期： 2022-08-22

浏览次数: 11

来源：x-mol

有机可变色磷光分子凭借其灵活的分子设计和不含有毒重金属元素等优势受到了广泛关注，相关研究也为光学防伪及加密新材料的应用带来了新的机遇。然而，已知的有机变色磷光分子对温度、湿度以及水氧较为敏感，其分子结构在日常的使用条件下会很容易被破坏，从而失去特定的光学响应，相比于有机磷光材料，无机可变色磷光体由于具有更高的热稳定性和抗氧化性而更具备实际应用的条件。一些已经报道的无机磷光体（如掺杂稀土金属的无机材料和无机胶体量子点等）已经展现出了荧光发射波长可调的性质，并且同样受激发波长、激发功率和温度等控制，然而目前为止，同时具有对湿度和高温良好稳定性的无机可变色磷光体还鲜有报道。

近日，中山大学化学学院杨振宇教授（点击查看介绍）课题组与多伦多大学Edward Sargent教授（点击查看介绍）课题组合作开发了一类同时具有室温长余辉磷光和高温下热激活延迟荧光特性的可控多彩显示硅锗氧化物（GSO）。通过受控的有机硅氧烷和有机锗氧烷的共水解过程及后续的高温烧结反应，制备得到具有硅锗发光中心均匀分散的无定形锗硅氧化物，其发光中心选择可以通过组分、浓度和激发波长进行调节（图1）。此外，通过不同发光中心之间的耦合作用，能够有效增强GSO中室温磷光发射特性，并以此建立基于常温和高温两种不同的能量转移通道，从而实现材料室温磷光和热激活延迟荧光的动态切换。

光学测试表明，在室温及低温条件下（≤ 300 K），通过改变激发光波长可以实现GSO在短寿命（~ 100 μs）的紫光发射和长寿命（~ 0.6 s）的黄光发射之间通过激发波长的变化进行自由切换。这两种发射模式相对独立，无论是在激发还是发射区域都具有极小的重叠部分，这使得材料发光模式的变化很容易被人眼识别并加以区分。

得益于硅发光中心和锗缺陷态间高效的能量转移，在大于300 K的温度条件下，GSO还体现出显著的热激活延迟荧光（TADF）特性（图4）。随着环境温度的逐渐上升，位于433 nm蓝紫光区域附近的蓝光发射强度显著增强；同时，原本在室温中作为主要发射的在525 nm和570 nm区域的黄绿光发射峰发射强度显著减弱。在380 K下其在蓝紫光区域磷光寿命可达0.6 s，这类热激活延迟荧光的特性可在573 K的高温下在空气氛围中稳定存在。

基于以上测试得知，该材料具可以通过对其激发波长、激发开关以及外界温度的调整实现多维度的发射可调性。针对这些特点，该研究进一步利用GSO用于几种光学防伪及加密场景，取得较好结果。

相关结果近期发表在Nature Communications 上，中山大学博士生陈槐和多伦多大学魏明扬博士为共同第一作者，多伦多大学Edward Sargent教授和中山大学杨振宇教授为共同通讯作者。

上一篇：市经信委新材料处召开座谈交流会下一篇：新研究为碳/碳复合材料微观结构设计提供支撑

Hot News / 相关推荐

2024专精特新中小企业发展大会将于12月1日至3日在沪举行

2024 - 11 - 28

点击次数: 106

来源：市经信委11月27日上午，市经济信息化委组织的新闻通气会上介绍，2024专精特新中小企业发展大会将于12月1日至3日在上海举行。截至目前，上海专精特新企业数量达11466家，其中国家级专精特新“小巨人”企业数量达857家。2024专精特新中小企业发展大会主会场设在张江科学会堂。届时，工业和信息化部领导、上海市领导将出席大会并致辞，国家发展和改革委、财政部等国家有关部委、全国36个省市中小企业...

上海光机所在掺铥钪酸钆脉冲激光研究方面取得进展

2024 - 11 - 28

点击次数: 93

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部研究团队在Tm:GdScO3脉冲激光研究方面取得了新的进展。相关研究成果以“Output characteristics of an actively Q-switched Tm:GdScO3 slab laser at 2 μm band”为题发表于Physica Scripta。点击下方阅读原文查看通知全文↓↓↓↓↓↓阅读原文

厦门钨业稀土光电晶态材料研究所采用泡生法成功培育大尺寸BGO闪烁晶体

2024 - 11 - 27

点击次数: 76

来源：厦门钨业日前，厦门钨业（600549）稀土光电晶态材料研究所在采用泡生法生长大尺寸BGO闪烁晶体方面取得重大技术突破。经过两年的不懈努力，项目团队借鉴泡生法生长大尺寸蓝宝石晶体的成功经验，克服了包括两元组分偏离化学计量比导致的晶体着色问题、温场不均匀引起的毛坯形状扭曲等生长缺陷，通过不断优化坩埚几何要素、温度场和生长参数，成功生长出无色透明的BGO闪烁晶体。这一技术突破标志着厦门钨业在晶体生...

兰州大学唐瑜教授团队：稀土配合物介导银纳米颗粒自组装用于物理不可克隆标签制备

2024 - 11 - 27

点击次数: 59

来源：化学加在材料科学领域，组装研究显著推动了将分子基元转化为具有新特性和功能的新材料。通过精巧的自组装，研究人员能够实现一些在分子层面上不可能出现的现象和特性，例如将非手性分子组装成手性结构、使同一发光分子在不同组装状态下表现不同的发光特性、以及实现室温磷光和聚集诱导发光等。这些突破在化学传感、分子封装、光学编码等领域引起了广泛关注。在相关组装研究中，稀土发光配合物尤其引人注目。这类配合物将稀土...