南開大學(xué)科研團隊在全譜多模式發(fā)光材料方面取得重要進展

近日，南開大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院許京軍教授團隊的武莉、孔勇發(fā)課題組在全譜多模式發(fā)光材料方面取得重要進展：基于具有高缺陷容忍度的快離子導(dǎo)體，通過簡單地改變摻雜的發(fā)光中心，實現(xiàn)了全光譜（從紫外光到近紅外光）和多模式發(fā)光（包括上、下轉(zhuǎn)換發(fā)光，長余輝發(fā)光，應(yīng)力發(fā)光和X射線激發(fā)發(fā)光）。該材料在可視化應(yīng)力記錄、準(zhǔn)動態(tài)防偽和數(shù)字信息加密等應(yīng)用中展現(xiàn)出優(yōu)異的時空分辨能力。相關(guān)成果以High Defect Tolerance Breaking the Design Limitation of Full-Spectrum Multimodal Luminescence Materials（高缺陷容忍度突破全譜多模式發(fā)光材料的設(shè)計限制）為題，發(fā)表在Advanced Materials（《先進材料》）上。

高缺陷容忍度基質(zhì)構(gòu)筑全譜多模式發(fā)光材料

各種防偽和信息加密技術(shù)在現(xiàn)代信息安全中發(fā)揮著日益重要的作用，其中光學(xué)防偽技術(shù)因其隱蔽性和可靠性而備受關(guān)注。各種發(fā)光材料的不同激發(fā)模式和多樣的發(fā)射波長能夠提供豐富的加密信息，但同時具有三種以上發(fā)光模式的材料極難獲得。由于缺乏明確的理論指導(dǎo)和合理的設(shè)計，多模式發(fā)光材料的研發(fā)仍然具有偶然性且體系分散。探索一種多功能基質(zhì)材料，以實現(xiàn)多模式發(fā)光材料的高效開發(fā)，仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

研究團隊從跨領(lǐng)域多功能材料的結(jié)構(gòu)特征汲取靈感，選擇具有高缺陷容忍度的快離子導(dǎo)體CaGa4O7為基質(zhì)，通過簡單地改變摻雜發(fā)光中心，實現(xiàn)了五種發(fā)光模式（包括上/下轉(zhuǎn)換發(fā)光、長余輝發(fā)光、應(yīng)力發(fā)光和X射線激發(fā)發(fā)光）以及多色發(fā)光（發(fā)射波長覆蓋從紫外光到近紅外光的全光譜范圍）。材料中載流子的儲存與釋放過程在各種外界響應(yīng)下（如X射線、紫外光、可見光、980 nm光、熱擾動和機械力刺激等）能夠達到動態(tài)平衡。基于CaGa4O7基熒光粉的多色發(fā)光和多模式發(fā)光特性，設(shè)計了一系列高容量、多通道的光學(xué)防偽方案。通過切換外部激發(fā)源，可以對存儲的各種信息進行動態(tài)或靜態(tài)地調(diào)節(jié)輸出，滿足了時間和空間信息編碼的需求。基于CaGa4O7基質(zhì)開發(fā)的多功能材料在高級防偽、無損檢測、生物傳感和高清顯示等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。本研究不僅高效地獲得了大量光學(xué)功能材料，而且為開發(fā)適用于多領(lǐng)域的新型復(fù)合功能材料提供了篩選基質(zhì)的新策略。

南開大學(xué)博士研究生張盼為本文第一作者，南開大學(xué)武莉教授、許京軍教授為共同通訊作者，南開大學(xué)為第一完成單位。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202411532