最新刊期

  • 梅群波,冯望,翟有,马雪燕,赵兰兰,邱贝贝

    DOI:10.37188/CJL.20240103
    摘要:大多数发光材料固态下或高浓度掺杂时由于强的荧光淬灭而使其应用受到很大限制,开发能在聚集状态下呈现优异发光性能的新材料就尤为重要。本文设计并合成了四个基于噻吩乙烯骨架结构的噻吩乙烯类化合物Br-thph、Br-2thph,Thph-czm和2Thph-czm。并详细的研究了该类化合物在稀溶液下、聚集态以及固态薄膜下的光物理性质。结果表明,四种化合物均具有明显的聚集诱导发光性质, 在稀溶液中发光较弱,而随着浓度的增加或在聚集态下呈现很强的发光。其中,Br-thph和 Br-2thph聚集态发光相较稀溶液下发光分别增强410和180倍,Thph-czm和2Thph-czm增强了78倍和40倍,且四个化合物都具有较为明显的力致变色效果,呈现出一定的光谱蓝移。通过对这些化合物性质的初步探究, 表明这类新型噻吩乙烯类化合物衍生物在防伪和显示等领域具有潜在的应用价值。  
    关键词:乙烯;噻吩;咔唑;聚集诱导发光(AIE);力致变色   
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    更新时间:2024-05-22
  • 侯显,刘金龙,许鹤,马洪振,朱淑娟,吴有智

    DOI:10.37188/CJL.20240114
    摘要:空气环境中制备钙钛矿太阳能电池(PSCs)对于发展更高性价比的光伏器件具有重要意义。然而,空气环境制备的钙钛矿层存在大量的阴阳离子缺陷,严重影响器件性能。因此,采用乳清酸(OA)作为添加剂,通过添加剂工程对混合阳离子钙钛矿薄膜缺陷进行有效调控。 OA中的羧基能与钙钛矿中未配位的Pb2+键合,吡啶环上的含氮基团与未配位的I-形成氢键,在降低钙钛矿薄膜缺陷态密度的同时增大钙钛矿晶粒尺寸,抑制载流子的非辐射复合。经OA钝化PSCs的光电转换效率(PCE)从19.89%提升到22.09%,在空气环境中放置1000小时还可保持93.85%的初始效率。  
    关键词:钙钛矿太阳能电池;乳清酸;缺陷钝化;添加剂工程   
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    更新时间:2024-05-20
  • 赖俊欢,陈龙,刘雪云

    DOI:10.37188/CJL.20240097
    摘要:近红外光谱技术在食品科学、信息安全、生物医疗等重大国计民生领域的应用对近红外光源提出了越来越高的要求。研发具有高效超宽带发射的近红外光源因此成为一项重要且迫切的研究课题。本文采用熔融淬火法在氟硅酸盐玻璃体系SiO2-K2CO3-KF•2H2O-MgF2中成功析出了钙钛矿型KMgF3纳米晶体。通过改变玻璃组分和热处理温度可以调控氟化物纳米晶相的析出,得到析晶和透明度最佳的微晶玻璃样品。玻璃中KMgF3纳米晶体为Cr3+和Ni2+提供了稳定的八面体配位和低声子能量发光环境,在450 nm蓝光激发下,基于Cr3+到Ni2+的能量传递实现了Cr3+(700-1200 nm)和Ni2+(1400-1700 nm)双宽带近红外发射,并且双宽带近红外发光强度随离子掺杂浓度而可调变化。荧光光谱和荧光衰减曲线表征证明了Cr3+到Ni2+的能量传递过程,对应的能量传递效率为52.2%,能量传递机制为电子偶极-四极相互作用。研究结果不仅可以为系统掌握透明光学材料的超宽带发光规律提供基础数据,同时有助于设计开发低成本、高效率的近红外宽带光源。  
    关键词:微晶玻璃,氟化物纳米晶体,宽带近红外发光;Cr3+和Ni2+   
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    更新时间:2024-05-20
  • 2024年5月17日东南大学电子科学与工程学院的崔乾楠团队和东南大学生物科学与医学工程学院的许文雄、徐春祥团队在《发光学报》发文,介绍了其在二维半导体中相干声学声子领域的研究进展,为光电器件功能界面的无损检测及成像提供了新的解决方案。

    许文雄,张何,崔乾楠,徐春祥

    DOI:10.37188/CJL.20240123
    摘要:飞秒脉冲激光激发固体薄膜材料产生的相干声学声子,可以快速无损获取发光材料与器件结构特性,对于光电器件功能界面的无损检测及成像具有重要意义。相较于热弹性机制的传统金属薄膜光声换能器,二维半导体材料具备宽谱吸收、表面原子级平整、层数易控等优良特性。飞秒激光激发二维半导体能原位产生相干声学声子振荡,为进一步发射超快声波脉冲获取界面信息创造了条件,广泛适用于无损评测发光器件的缺陷分布、力学性能和界面品质。本文主要介绍二维半导体中相干声学声子的研究进展,并讨论利用超快光声转换的高穿透深度、高时空分辨测量技术重大的科学意义与社会价值。  
    关键词:二维半导体;异质界面;相干声学声子   
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    更新时间:2024-05-17
  • 2024年5月17日宁波大学材料科学与化学工程学院的徐义松、夏海平、周雄团队在《发光学报》发文,介绍了其在稀土掺杂晶体上转换发光领域的研究进展。该团队采用密封的坩埚下降法技术生长了一系列Lu3+掺杂Na5Y9F32:Ho3+/Yb3+/Ce3+单晶体,研究了Lu3+离子掺杂浓度对其发光强度与荧光寿命的影响。研究发现,随着Lu3+掺杂浓度的增加,单晶体中的656 nm红光逐步增强,而543 nm绿光与750 nm近红外光随之减弱。此外,该团队还研究了1.8 mol%Lu3+掺杂Na5Y9F32:Ho3+/Yb3+/Ce3+单晶体在298~448 K范围内的绝对灵敏度和相对灵敏度,为稀土掺杂晶体上转换发光研究提供了新的视角和思路。

    徐义松,方立志,夏海平,周雄,宋宏伟

    DOI:10.37188/CJL.20240104
    摘要:采用密封的坩埚下降法技术生长了一系列Lu3+(0、0.6、1.2、1.8 mol%)掺杂 Na5Y9F32: Ho3+/Yb3+/Ce3+单晶体。在 980 nm LD激发下,观察到单晶体的绿光543 nm(5S2/5F45I8),红光656 nm(5F55I8)以及近红外750 nm(5S2/5F45I7)上转换发光。从上转换发光强度随激发光强度的变化情况,确定了543、656与750 nm的发光为双光子跃迁过程。研究了 Lu3+离子掺杂浓度对其发光强度与荧光寿命的影响情况,随着 Lu3+掺杂浓度从0增加到1.8 mol%,单晶体中的656 nm红光逐步增强,543 nm绿光与750 nm近红外光随之减弱,红绿光强度比从0.01增加到了1.55,而543 nm荧光寿命从1.29 ms 降低至0.99 ms。Lu3+离子的掺入取代Y3+晶格位,改变了单晶体的局域场环境,导致上转换发光强度的变化。基于随温度变化的上转换红光656 nm(5F55I8)与绿光543 nm (5S2/5F45I8)的发光强度变化,研究了1.8 mol%Lu3+掺杂Na5Y9F32: Ho3+/Yb3+/Ce3+单晶体在298~448 K范围内的绝对灵敏度和相对灵敏度最大值分别为0.242% K-1和0.217% K-1。  
    关键词:Na5Y9F32单晶;增强上转换红光;Ho3+/Yb3+/Ce3+;光学温度传感;能量转移   
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    更新时间:2024-05-17
  • 2024年5月17日武汉大学生命科学学院的徐可团队、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的贲建伟团队和北京大学第三医院的吴郁团队在《发光学报》发文,介绍了其在AlGaN基深紫外LED器件对病毒灭活效率领域的研究进展。实验结果表明,高温热处理AlN模板制备的AlGaN基LED器件在特定条件下对柯萨奇病毒灭活率≥99.90%,为病毒消杀领域应用提供了解决方案。

    吴郁,蓝习瑜,张梓睿,吴章鑫,刘忠宇,杨玲佳,张山丽,徐可,贲建伟

    DOI:10.37188/CJL.20240099
    摘要:为探究在高温热处理AlN模板上制备的不同发光波长AlGaN基LED器件对病毒灭活效率,本工作在发光波长257 nm ~ 294 nm范围内制备了7组不同发光波长AlGaN基深紫外LED器件,并探究其对柯萨奇病毒灭活效率。实验结果表明:高温热处理AlN模板可以将AlN模板位错密度降低至1.33 × 107 cm-2,为制备高效率AlGaN基LED器件奠定良好基础;基于高温热处理AlN模板制备的AlGaN基LED器件,在灭活距离2 cm、紫外辐照时间30s实验条件下,发光中心波长在257 nm ~ 278 nm之间的AlGaN基LED器件对柯萨奇病毒灭活率≥99.90%,而发光中心波长为288 nm、294 nm的LED对柯萨奇病毒灭活率仅为99.47%及96.15%。根据以上研究结果,波长在257-278 nm之间的AlGaN基LED器件适合用于病毒消杀领域应用;在本工作实验条件下,波长大于288 nm的AlGaN基深紫外LED器件对病毒灭活效果较差。  
    关键词:高温热处理;AlN模板;AlGaN;LED;病毒灭活   
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    更新时间:2024-05-17
  • 张浩祺,丁庆阳,陈发艺,缪煜清,禹德朝,张大伟

    DOI:10.37188/CJL.20240105
    摘要:高性能稀土掺杂多色荧光材料的研发是发展先进荧光防伪技术的必要基础。本文通过高温固相法制备了一系列Tb3+掺杂Mg7Ga2GeO12荧光粉,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能量色散X射线光谱(EDS)对荧光粉的物相、颗粒尺寸与微观形貌、元素分布进行了系统表征,证实我们制得了结晶度良好的无规则微米级纯相荧光粉。在紫外377 nm激发下,Mg7Ga2GeO12:Tb3+样品产生高效的Tb3+蓝绿光特征发射,并具有20%Tb3+最佳掺杂浓度,但同时还可发射峰值位于 660 nm红光,其并不对应于Tb3+离子的任何辐射跃迁。经电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和稳态/瞬态光谱分析,以及结合文献调研,证实红光~ 660 nm源于Mn4+ 2Eg4A2g电子跃迁发射,Mn杂质元素来自于原材料。综合Tb3+离子和Mn4+杂质离子荧光性能,Mg7Ga2GeO12:Tb3+样品具有200-420 nm内激发波长依赖的发光可调谐特性,可实现青色、绿光、黄光、白光、红光等可视化多色显示效果,有望应用于激发波长依赖的多色荧光防伪与灵敏调制技术应用。  
    关键词:荧光粉;可调谐激发;多色发光;荧光防伪;Tb3+离子   
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    更新时间:2024-05-15
  • 黄霖,解荣军

    DOI:10.37188/CJL.20240098
    摘要:人工智能在高效处理数据、精准预测、自动化执行任务以及个性化服务等方面为人类生产、生活和科学研究带来了极大的便利。机器学习与高通量计算在材料领域的广泛渗透与成功应用,也为发光材料的研制开辟了新路径——通过算法进行高效挖掘和大规模数据处理,加速新材料的筛选与设计,进而推动材料的创新发现与应用进程。本文综述了近年来基于数据驱动发光材料研究的前沿进展,从相关研究案例出发,对数据驱动材料研究进行全流程梳理,详细阐述发光材料研制场景下数据获取阶段的重要性及实施策略,并对如何提取表征材料性能的核心特征进行分析,同时探讨发光材料领域适用的模型选择与优化方案。最后,就当前数据驱动式发光材料研究所面临诸如高质量数据匮乏、复杂结构-性能关联模型构建困难的问题,从发光材料数据库平台的构建、高通量实验的实施以及相应数据生产规范的建立等方向提出突破设想。  
    关键词:数据驱动;发光材料;机器学习;高通量计算;发光材料数据工厂   
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    更新时间:2024-05-15
  • 2024年5月14日,State Key Laboratory of Luminescence and Applications的HONG Hanzhen、LIU Kewei团队在《Chinese Journal of Luminescence》发文,报道了其在自驱动紫外光探测器领域的突破。他们成功利用低成本RF溅射技术,制备出高性能的NiO/BTO/ITO p-i-n异质结自驱动紫外光探测器。通过结合BTO的铁电去极化场与p-i-n结的内置场,显著提升了光生载流子的分离与迁移效率,使得探测器在255nm波长下的响应度高达3.4×10-5 A·W-1,远超同类探测器。同时,该探测器还具有快速响应速度,为BTO基光探测器性能提升提供了新的策略。

    洪涵真,刘可为,杨佳霖,陈星,朱勇学,程祯,李炳辉,刘雷,申德振

    DOI:10.37188/CJL.20240118
    摘要:近年来,自供能的紫外光电探测器由于无需任何外部偏压即可工作而成为军事和民用领域的研究热点。其中,钛酸钡(BTO)作为一种宽禁带铁电材料,拥有良好的铁电、压电和热电性能,可以产生本征自发极化场来分离光生载流子,从而实现自供能紫外光电探测。到目前为止,基于BTO的自供能光电探测器已经取得了巨大进展,然而,除了使用高质量的单晶材料外,所报道的器件往往表现出低响应度(10-8-10-7 A·W-1)。在本工作中,我们利用低成本的射频溅射技术,制造了一种高性能的NiO/BTO/ITO p-i-n异质结构自供能紫外光电探测器。通过将BTO的铁电去极化场和p-i-n结的内建电场耦合,能有效提高光生载流子的分离和迁移。因此,我们的器件在正极化态下,255 nm波长紫外光照射下的响应度可以达到3.4×10-5 A·W-1,远远高于其他已报道的基于非晶态和陶瓷BTO制备的紫外光电探测器。此外,我们的器件具有0.3 s/0.4 s的快速响应时间。本工作为提高BTO光电探测器的性能提供了一种新的策略。  
    关键词:钛酸钡;铁电极化;自供能;紫外光电探测器;p-i-n结;去极化场   
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    更新时间:2024-05-14
  • 2024年5月11日,浙江大学的乔旭升团队和浙江理工大学的陈红建团队在《发光学报》上发表文章,深入探讨了溶胀法制备荧光微球的研究进展。他们详细阐述了溶胀法的基本原理和制备步骤,并分析了聚合物基质、荧光物质和溶胀剂种类等因素对微球性能的影响。文章还总结了溶胀法的优化策略,为荧光微球的制备和应用前景提供了有力支撑。

    陈红建,袁玉文,凌世生,陈东,乔旭升,董余兵,樊先平

    DOI:10.37188/CJL.20240079
    摘要:溶胀法作为一种可调控性强、操作简单、实用性高的制备荧光微球的方法而被广泛应用。本文综述了利用溶胀法制备荧光微球的研究进展,阐述了溶胀法制备荧光微球的基本原理和步骤。进一步综述了溶胀过程中影响微球性能的常见因素,例如聚合物基质、荧光物质、溶胀剂的种类等,总结了溶胀法调控优化荧光微球的改进策略,对溶胀法制备荧光微球的应用前景进行了展望。  
    关键词:溶胀法;荧光微球;研究进展;发光增强   
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    更新时间:2024-05-11
  • 徐涛,邾强强,王国娟,翟玥,张宏,王乐

    DOI:10.37188/CJL.20240094
    摘要:荧光玻璃材料在激光照明领域具有良好的应用潜力,然而玻璃基质的低热导率特性导致其在工作条件下容易出现严重的热猝灭问题,进而降低发光性能。为了提升荧光玻璃的散热性能,本研究将高热导率MgO颗粒引入到了La3Si6N11:Ce3+(LSN:Ce3+)氮化物荧光玻璃中,制备获得了MgO-LSN:Ce3+复合荧光玻璃材料。通过优化制备工艺、MgO含量以及玻璃厚度,具有最优综合性能的复合荧光玻璃在激光激发下的发光饱和阈值达到了2.08 W/mm2,比无MgO荧光玻璃样品(1.5 W/mm2)提高了38.7%,最高光通量也相应的提升了44.6%,从383 lm提高到了554 lm。同时,由于散射性能的提升,MgO-LSN:Ce3+复合荧光玻璃的发光均匀性也得到显著优化。最后,通过进一步在复合荧光玻璃中引入红色发光的CaAlSiN3:Eu2+(CASN:Eu2+)荧光粉,并调节LSN:Ce3+和CASN:Eu2+之间的比例,可实现显色指数(Ra)达到85.5的高品质激光驱动白光光源。  
    关键词:激光照明;氮化物荧光粉;荧光玻璃;散热性能;发光均匀性   
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    更新时间:2024-05-11
  • 刘博,徐赛,常江龙,李由,陈宝玖

    DOI:10.37188/CJL.20240085
    摘要:采用水热法成功制备了Sb3+/Ln3+(Ln= Nd,Ho,Er,Tm)共掺的Cs2NaYCl6无铅双钙钛矿材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜等表征手段对其结构和形貌进行了研究;通过激发、发射光谱和荧光衰减曲线的测量,讨论了其发光性能及能量传递机理。实验结果表明:在紫外光激发下,对于Cs2NaYCl6基质材料,在掺杂微量Sb3+后,能够产生宽带自陷激子(STEs)发光。在其中进一步掺杂三价稀土离子,在320 nm激发下,发射光谱中可观察到稀土离子在可见及近红外区域的特征发射峰,通过对激发光谱及荧光衰减曲线的分析,证实了STEs与稀土离子之间存在能量传递。最后,将所制备的荧光粉直接进行物理混合并涂覆到商用340 nm紫外LED芯片上,制备了宽覆盖近红外荧光粉转换LED,实现了由紫外转换为近红外区域的宽带调制发光,近红外发射波段覆盖800-1600 nm。荧光粉转换LED的使用大大简化了近红外装置的构造,降低了生产成本。其灵活可调、小型便捷及近红外波段宽覆盖性,很好的满足于夜视成像系统光源的要求。  
    关键词:双钙钛矿;稀土离子掺杂;能量传递;近红外LED   
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    更新时间:2024-05-10
  • 2024年5月9日,太原理工大学材料科学与工程学院的王宇团队和该校新材料界面科学与工程教育部重点实验室的宋海涛团队在《发光学报》发表了关于有机太阳能电池(OSCs)界面层材料的研究进展。团队设计了一种聚乙烯亚胺(PEI)包覆氧化锌(ZnO)纳米颗粒(NPs)的协同策略,成功合成了ZnO@PEI NPs并应用于OSCs中。该策略不仅钝化了ZnO表面缺陷,还调节了能级,提高了器件的空气和紫外稳定性。这项研究为构建多功能、高稳定性电子传输层(ETL)提供了新的途径,有望推动OSCs的稳定性和效率进一步提升。

    宋海涛,王宇,杨建胜,张小科,王忠强,王华,杨永珍,魏昌庭,闫翎鹏

    DOI:10.37188/CJL.20240096
    摘要:活性层与电极之间的界面层材料对有机太阳能电池(OSCs)至关重要,它直接影响器件的性能和稳定运行。作为一种广泛应用的电子传输材料,氧化锌(ZnO)纳米颗粒(NPs)较高的表面缺陷态,易在表面吸附水氧,严重影响OSCs的效率和稳定性。因此,本文设计了一种既能钝化表面缺陷又能调节能级的聚乙烯亚胺(PEI)包覆ZnO NPs的协同策略,采用水热法成功合成了ZnO@PEI NPs,并将其作为电子传输层(ETL)应用于基于 PM6:BO-4Cl:PC61BM的OSCs中。实验结果表明,使用 ZnO@PEI NPs为ETL制备的光伏器件的光电转换效率(PCE)略有下降,但由于包覆的PEI钝化了ZnO表面缺陷,ZnO@PEI NPs器件展现出更好的空气和紫外稳定性。本研究提出了一个构建多功能、高稳定性ETL的有效策略,为实现高稳定OSCs提供了一条适用的新途径。  
    关键词:有机太阳能电池;电子传输层;氧化锌纳米颗粒;聚乙烯亚胺;空气稳定性;紫外稳定性   
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    更新时间:2024-05-09
  • 黄林凤,熊传兵,汤英文,袁慧,马依豪,杨欣雨

    DOI:10.37188/CJL.20240090
    摘要:高功率密度LED器件能实现传统光源和普通LED器件无法实现的诸多功能,将半导体照明技术链推向了一个崭新的高度,在实际运用中单颗LED器件需要在数百瓦及近一百安培电流下工作,铜基板面积、焊锡和导电铜箔厚度均会对该类型LED器件的极限光电性能这一关键指标产生显著影响。本文将单颗极限电功率为300 W和200 W的两种规格的LED蓝光和白光器件,分5 μm、100 μm和200 μm三个焊锡厚度,分别贴片焊接在直径为20 mm、25 mm、32 mm三种不同面积的热电分离铜凸台基板上,测试了当散热器温度分别为25 ℃、50 ℃、75 ℃和100 ℃时蓝光LED器件光功率、白光LED光通量及其灯板导线焊点间的电压随电流的变化。同时,还研究了铜基板的导电铜箔厚度分别为70 μm和140 μm时,极限电功率为150 W的蓝光LED器件的I-L特性和I-V特性。并对其极限发光进行了研究。研究结果表明:焊锡厚度、铜基板面积和导电铜箔厚度均会对LED的极限发光强度和工作电压产生明显影响;减小焊锡厚度和增加铜基板面积能显著提高高功率LED器件的极限光强,P110和T90两种规格蓝光LED器件极限光功率其提升幅度高达16%和19%,白光器件极限光通量的提升幅度均高达15%左右;当铜箔厚度由70 μm增加到140 μm,当散热器温度为25 ℃时P70蓝光LED其极限光功率提升幅度为9.2%,50 ℃和75 ℃时极限光功率提升幅度为12.9%,100 ℃时极限光功率提升幅度为16.4%。  
    关键词:高功率密度LED;热电分离铜凸台基板;焊锡;导电铜箔   
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    更新时间:2024-05-09
  • 2024年5月8日,北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院的边浩冬、柳渊团队在《发光学报》发表了关于有机发光二极管(OLEDs)的最新研究成果。该研究团队通过创新性地采用SiCzCz:SiTrzCz2激基复合物作为主体材料,成功制备了高效率、高显色指数的杂化白光OLEDs。这一突破不仅拓宽了激子分布区域,平衡了发光层中载流子传输,还通过级联式激子能量传递途径提高了激子利用率,显著降低了器件的效率滚降。实验结果显示,优化后的白光OLEDs展现出卓越的性能,其最高外量子效率、电流效率和功率效率分别达到了23.0%、45.9 cd·A-1和33.9 lm·W-1。同时,器件的显色指数高达87,展现出良好的光谱稳定性和低的效率滚降。这一研究成果为开发高显色指数、低效率滚降的杂化TADF/磷光白光器件提供了新的设计思路,为推动OLEDs技术的发展和应用奠定了坚实基础。

    边浩冬,李佳睿,张春芳,冯旗,郝一泓,陈金辉,薛蕊,李登峰,柳渊

    DOI:10.37188/CJL.20240066
    摘要:在有机发光二极管(OLEDs)中,发光层中载流子的平衡以及激子分布区域的拓宽对于提高器件效率是至关重要的。本研究采用SiCzCz:SiTrzCz2激基复合物(Exciplex)主体设计制备了基于热激活延迟荧光(TADF)材料DMAC-DPS和TDBA-SAF的低效率滚降蓝色发光器件。并以相同Exciplex为主体材料,通过引入红光磷光材料RD071和绿光磷光材料Ir(ppy)2(acac),构建了同一主体的三层发光结构,实现了高显色指数杂化白光OLEDs的设计。SiCzCz:SiTrzCz2激基复合物作为主体材料不仅拓宽了激子分布区域,平衡了发光层中载流子传输,并通过与TADF/磷光发光材料三线态能级匹配,构建了级联式激子能量传递途径,从而有效地提高了激子利用率、降低了器件的效率滚降。通过优化器件结构,白光OLEDs实现了最高外量子效率(EQE)、电流效率(CE)、功率效率(PE)分别为23.0%、45.9 cd·A-1和33.9 lm·W-1,器件具有较高的显色指数(CRI=87),良好的光谱稳定性和低的效率滚降。本研究为高显色指数,低效率滚降的杂化TADF/磷光白光器件提供了一种新的设计方案。  
    关键词:有机发光二极管;热激活延迟荧光;激基复合物;载流子平衡;激子传递   
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    更新时间:2024-05-08
  • 2024年4月26日,合肥工业大学仪器科学与光电工程学院、安徽省半导体检测技术与仪器工程研究中心以及测量理论与精密仪器安徽省重点实验室的王亮、朱俊团队在《发光学报》上展示了他们在钙钛矿材料领域的最新研究成果。该研究团队通过采用部分FA+(CH4N2+)进行A位取代,结合聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面钝化技术,成功制备了Cs0.7FA0.3PbI2Br钙钛矿薄膜。这种薄膜在低阈值红光放大自发辐射(ASE)方面表现出色,发射波长达到689 nm,并在纳秒激光激发下实现了15 μJ/cm2的阈值。此外,该薄膜还展现出良好的疏水性和光稳定性,能在高湿度环境下保持稳定的ASE强度。这一创新性的研究为低阈值、高稳定的红光ASE和激光的实现提供了重要的参考。

    王亮,严梦彤,李妍,吕梅,陆红波,朱俊

    DOI:10.37188/CJL.20240075
    摘要:作为发红光的光学增益介质,CsPbI2Br钙钛矿材料具有良好的热稳定性和合适的光学带隙,引起研究者的广泛关注。然而,溶液法制备的CsPbI2Br薄膜在高湿度环境下易发生相变,同时薄膜存在大量缺陷,阻碍了其性能提升。鉴于此,采用部分FA+(CH4N2+)进行A位取代以提高钙钛矿薄膜的相稳定性,然后利用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)对钙钛矿薄膜进行表面钝化。得益于FA+阳离子带来的薄膜形貌的改善和PMMA良好缺陷钝化效果,实现了Cs0.7FA0.3PbI2Br钙钛矿薄膜的低阈值红光放大自发辐射(ASE),其发射波长为689 nm,纳秒激光激发下的阈值为15 μJ/cm2。同时该薄膜具有良好的疏水性和光稳定性,在大气湿度环境下(RH = 40±10 %),采用3000 μJ/cm2脉冲激光持续照射120 min,其ASE强度仍能维持其初始值的93%。这项工作为实现低阈值高稳定的红光ASE和激光提供了参考。  
    关键词:钙钛矿;放大自发辐射;阳离子取代;缺陷钝化   
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    更新时间:2024-05-06
  • 2024年4月24日,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的夏宇祺、周寅利团队在《发光学报》上发表了关于垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列优化布局的重要研究。他们创新性地提出了“温度影响因子”这一概念,综合考虑了VCSEL阵列的多个关键因素,如单元间距、氧化孔径尺寸、单元数量和输入电流,以量化阵列受热串扰的影响。基于这一参数,团队设计了一种优化布局算法,并建立了热电耦合模型进行验证。研究结果显示,优化后的VCSEL阵列在内部温升方面有着显著降低,与常规布局相比效果明显。同时,他们发现,在固定电流密度和发光面积下,通过减小氧化孔径尺寸和增加单元数,可以进一步改善阵列的温度特性。具体来说,10 μm氧化孔径的平均温度比30 μm氧化孔径的平均温度低28 K。这一研究不仅为VCSEL阵列的设计提供了宝贵指导,还有效降低了热串扰的影响。夏宇祺和周寅利团队的这一突破性研究,为相关领域的发展开辟了新的方向,为解决VCSEL阵列设计中的温度问题提供了切实可行的解决方案。

    夏宇祺,慕京飞,周寅利,张星,张建伟,陈超,苑高辉,张卓,刘天娇,白浩鹏,徐玥辉,孙晶晶,宁永强,王立军

    DOI:10.37188/CJL.20240048
    摘要:本文提出了一个新的参数——温度影响因子,它统筹考虑了垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列单元之间的间距、氧化孔径尺寸、单元的数量和输入电流,并可用于表征阵列受热串扰影响程度。在此基础上,基于Python设计了VCSEL阵列的优化布局算法,并建立了热电耦合模型,验证了优化布局对温度特性的优化效果,与常规布局相比,优化阵列内部温升有着显著的降低。另外,在固定电流密度和发光面积的条件下,同时减小氧化孔径尺寸和增加单元数可以有效地改善VCSEL阵列的温度特性。10 μm氧化孔径的平均温度比30 μm氧化孔径的平均温度低28 K。研究结果表明,本文所提出的VCSEL阵列优化方案有效减低了热串扰的影响,通过对温度影响因子中各变量的分析,可以为VCSEL阵列的设计提供了指导。  
    关键词:垂直腔面发射激光器;热串扰;阵列设计;COMSOL热电仿真   
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    更新时间:2024-05-06
  • 2024年5月6日,北京交通大学光波技术研究所的吕鑫、任文华团队在《发光学报》上公布了他们在光纤激光器领域的最新突破。该研究成功实现了一种基于对称光纤模式选择耦合器和单模-少模-单模光纤滤波器的环形腔高阶横模光纤激光器,实现了多波长、高纯度的LP11模式激光输出。实验结果表明,这种新型激光器能在单波长、双波长、三波长和四波长状态下稳定运行,对应的激光纯度分别高达97.60%、97.54%、97.34%和97.19%。这一创新不仅简化了对称光纤模式选择耦合器的制造工艺,还提升了其性能稳定性,为高阶横模光纤激光的获得提供了新的可能。这一研究在光通信、光传感等领域具有广阔的应用前景,有望推动相关技术的进一步发展。吕鑫、任文华团队的这一成果,无疑为光纤激光器的研究和应用开辟了新的方向,也为光通信和光传感技术的发展奠定了坚实的基础。

    吕鑫,王帆,苗云宁,任文华,郭颖

    DOI:10.37188/CJL.20240077
    摘要:本文提出并实现了一种基于对称光纤模式选择耦合器和单模-少模-单模光纤滤波器的环形腔高阶横模光纤激光器,获得了多波长、高纯度的LP11模式激光输出。实验结果表明,该激光器可以稳定地工作在单波长、双波长、三波长和四波长状态,对应的LP11模式激光纯度分别为97.60%、97.54%、97.34%和97.19%。对称光纤模式选择耦合器制造工艺简单,性能稳定,为高阶横模光纤激光的获得提供了一种新的可选方案,在光通信、光传感等领域具有潜在的应用价值。  
    关键词:对称光纤模式选择耦合器;单模-少模-单模光纤滤波器;多波长;高阶横模   
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    更新时间:2024-05-06
  • 2024年5月6日,福州大学先进制造学院的薛正群团队在《发光学报》上发表了关于1.55 μm高功率半导体激光器的研究进展。该研究针对激光器的光电性能进行了深入探索和优化。通过优化激光器的外延P-InP掺杂,成功降低了器件的串联电阻和电功耗,提升了器件的性能。同时,研究团队还采用锥形波导结构提高了激光器的增益体积,进一步增强了激光器的出光功率。实验结果显示,优化后的激光器在室温低电流下具有接近50%的高光电转换效率,且光束质量和发散角都得到了有效改善。这一研究成果为面向光电子集成应用的低功耗高功率半导体激光器的研究提供了坚实的基础。

    薛正群,池炳坤,陈玉萍

    DOI:10.37188/CJL.20240088
    摘要:1.55 μm高功率半导体激光器广泛应用于长距离主干网光网络、无人驾驶等领域,在应用系统中更高的激光出光功率有利于提升系统的工作距离和接收端的信噪比;随着光电子集成和共封装光学的快速发展,其高光电集成密度要求激光器具备低功耗等性能。本文通过优化激光器外延P-InP掺杂,激光器室温下串联电阻从3.2 ohms降低至2.2 ohms,器件电阻性能优于相同结构对比器件,300 mA电流下器件电功耗从510 mW降低至430 mW。进一步采用锥形波导结构提高激光器增益体积,测试结果显示:锥形波导结构使激光器出光功率提升17%以上,同时器件电功耗无明显增加;室温低电流下器件最高光电转换效率接近50%,与相关研究报道结果优值相当;远场测试结果显示,激光器水平方向发散角有效降低,同时器件光束质量未发生明显变化;实验结果为面向光电子集成应用的低功耗高功率半导体激光器提供研究基础。  
    关键词:1.55 μm;InP/InGaAsP;高功率激光器;p型掺杂;锥形波导   
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    更新时间:2024-05-06
  • 2024年4月30日,五邑大学应用物理与材料学院的蒋东亮、陈岩团队在《发光学报》上发表了一项重要研究成果。他们成功地在室温下,通过2-甲基咪唑配体调控再结晶的方法制备出具有出色发光性能的双相CsPbBr3/Cs4PbBr6钙钛矿纳米晶(PNCs)。这一创新性的合成方法,不仅避免了传统高温和惰性气体条件,还极大地促进了钙钛矿纳米晶的实际应用。随后,团队将这些纳米晶与多种聚合物结合,制备出性能优异的复合薄膜。通过一系列精密的测试,他们验证了聚合物中的双相钙钛矿结构,并筛选出性能卓越的CsPbBr3/Cs4PbBr6@PDMS和CsPbBr3/Cs4PbBr6@EVA复合薄膜。这些复合薄膜在PLQY、水稳定性和空气稳定性等方面均表现出色。最令人兴奋的是,团队成功地将CsPbBr3/Cs4PbBr6@EVA复合薄膜应用于白光LED器件。这种器件的CIE色度坐标达到了(0.331,0.332),展现出标准白光发射。这一成果不仅为钙钛矿纳米晶的应用开拓了新方向,也为白光LED器件的发展奠定了坚实基础。

    蒋东亮,张国星,朱兴华,李源,陈岩

    DOI:10.37188/CJL.20240081
    摘要:全无机CsPbX3(X=Cl,Br,I)钙钛矿纳米晶(PNCs)的合成通常需要高温条件和惰性气体的参与,严重阻碍了其实际应用。本文中,首先利用2-甲基咪唑配体调控再结晶的方法在室温下成功的制备出具有优异发光性能的双相CsPbBr3/Cs4PbBr6 PNCs,然后与多种聚合物结合制备出纳米晶复合薄膜。通过XRD、TEM和紫外-可见吸收光谱等测试,证明了聚合物中的双相钙钛矿结构,筛选出综合性能优异的CsPbBr3/Cs4PbBr6@PDMS和CsPbBr3/Cs4PbBr6@EVA复合薄膜,并进行了LED器件封装。通过Cs4PbBr6 PNCs和聚合物的双重保护,CsPbBr3/Cs4PbBr6@PDMS显示出了超过80%的PLQY,CsPbBr3/Cs4PbBr6@EVA的水稳定性和空气稳定性得到了显著提高。最后,将CsPbBr3/Cs4PbBr6@EVA复合薄膜成功应用于白光LED器件,其CIE色度坐标为(0.331,0.332),具有标准白光发射。  
    关键词:配体调控;CsPbBr3/Cs4PbBr6;复合薄膜;白光LED器件   
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    更新时间:2024-04-30
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