中国投资网 科技 福师大陈大钦团队在激光投影显示材料及光学信息加密研究获进展

福师大陈大钦团队在激光投影显示材料及光学信息加密研究获进展

福建师范大学陈大钦教授团队报道了一类具有多级结构的钙钛矿量子点玻璃薄膜。将红绿结构色轮与蓝色激光耦合构建全新白光源,所开发的激光投影显示原型器件因其宽色域显示特征而展现出更自然和更真实的色彩还原度。该工作成果以“A Hierarchical Structure Perovskite Quantum Dots Film for Laser-Driven Projection Display”为题发表于《Advanced Functional Materials》(IF=19.924)。论文第一单位为福建师范大学,第一作者为硕士研究生廖盛祥同学,通讯作者为黄烽研究员和陈大钦教授。该研究工作得到国家重点研发计划专项课题(2021YFB3500503)、国家自然科学基金(52272141, 12074068, 51972060)和福建省自然科学重点基金(2020J02017)等项目资助。

目前,为了应对全球范围内日益猖獗的假冒和盗版商品,先进的光学防伪技术迫在眉睫。光热防伪是增强安全性的一项重要技术。一般来说,贵金属纳米结构在多个波长的照射下可以产生多种热等离子体图案。不幸的是,检测操作的复杂性限制了它们的应用。此外,它们的长期稳定性也需要进一步提高,以确保在高激光功率的照射下,在使用过程中不会出现损坏甚至失效。在此,作者通过原位玻璃结晶策略,成功地将六方Na(NdxY1-x)F4 NCs (x=0~1) 纳米晶体 (NCs) 嵌入到玻璃中。受益于无机玻璃的保护,Na(NdxY1-x)F4 NCs表现出卓越的长期稳定性,并能承受高功率808nm激光的照射。重要的是,可以检测到纳米复合材料的近红外(NIR)发光和激光诱导温度之间的相反变化。作为概念验证实验,设计了具有高隐蔽性和高精度的依赖于Nd3+浓度的防伪图案,在808纳米激光的照射下,低Nd3+浓度的复合材料显示出明亮的发射和暗淡的热图像,而在高Nd3+浓度的复合材料中可以实现相反的显示。这种由商用单光源触发的信息加密,在一种材料中实现相反显示,不仅为纳米结构玻璃的功能化提供了新的见解,同时也有效提高了信息加密的安全性。

陈大钦教授团队在稀土掺杂无铅双钙钛矿材料方向取得重要进展,研究成果以《Compact ultra-broadband light-emitting diodes based on lanthanide doped lead-free double perovskites》为题发表于学术期刊《Light: Science & Applications》(IF=17.781,物理一区)。研究生金世林为第一作者,中国科学院福建物质结构研究所李仁富工程师、陈学元研究员以及福建师范大学陈大钦教授为本文共同通讯作者。研究工作得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金面上项目和福建省自然科学重点基金等多方资助。

超宽带光源在光学、医疗、大容量光数据通信、超精密计量和光谱学等光电子领域中具有重要的应用价值。稀土离子掺杂能有效拓宽无机材料的发射光谱,如目前广泛使用的EDFA、PDFA和TDFA光纤放大器。然而,稀土离子的宇称禁戒4f-4f电子跃迁导致其吸收和发射强度均较弱,为了解决该问题,通过半导体敏化稀土发射是一种有效的解决方案。作为一类新型的绿色材料,CsAgInCl6无铅双钙钛矿(DPs)因其具有优异的光学性能和长期稳定性而备受关注;同时,DPs材料易容纳一价和三价离子掺杂。因此,若能将稀土发光中心成功掺杂进入DPs中,结合DPs材料的可见光区宽带自陷激子发射和稀土离子4f-4f可见-近红外发射,可望获得一类新型的超宽带发射材料。

在本工作中,研究团队实现了整族稀土离子(Ln3+)掺杂于Cs2Ag(Bi/In)Cl6 双钙钛矿晶格中在Nd、Yb、Er和Tm的多重掺杂下产生~360 nm半高宽的可见-近红外超宽带连续发射光谱。其中,本征自陷激子发射和Ln3+发射来自不同的能量传递渠道,前者是源于带边到STE态的能量传递,后者归因于Bi3+ 6s16p1态到Ln3+多重态的能量传递。为避免多稀土掺杂导致的发光猝灭,将不同稀土掺杂双钙钛矿材料与低熔点无机玻璃共烧,形成单一宽带发射荧光体(DiG)。相比多稀土掺杂双钙钛矿材料,这种异质复相结构策略使其发光量子效率提升3倍。将DiG与商用紫外芯片耦合构筑一类可从可见到近红外连续发射的超宽带u-LED光源,并展示其在无损光谱分析和多功能照明等方面的应用。

来源:综合于福建师范大学

论文链接:

https://doi.org/10.1002/adfm.202210558

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/lpor.202200039

https://www.nature.com/articles/s41377-022-00739-2

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