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“理工振兴”学术动态:物理学院发光与显示团队在新型发光材料开发与应用方面取得系列进展

2023-03-15

近期,物理学院发光与显示团队李盼来教授研究组在新型发光材料开发和应用方面取得系列进展。相关成果以河北大学为第一单位发表在光学和光学工程领域国际著名期刊Laser& Photonics ReviewsAdvanced Optical MaterialsOptics LettersOptics Express等上并获河北省科技进步二等奖1项。

(1)面向光学工程与生命科学等多学科交叉研究科技前沿,针对冷冻区光学温度传感短缺这一难题,探索了系列高灵敏、高分辨、适用于冷冻区的新型光学温度计。基于Cr3+掺杂的材料为基础,利用两束具有相反温度依赖关系的近红外发射在50~300 K实现了温度传感,该测温方法具有较高的灵敏度(13.09%K-1)、优异的分辨率(0.032 K)和可重复性(>99%),因此适用在需要区分较小温度梯度的实际应用中,相关研究结果以通讯作者发表在《Laser & Photonics Reviews》(2023, 17, 2200589)和《Optics Letters》(2022, 47(23), 6041-6044)。此外,李盼来教授等人将近红外发光荧光粉制备成小型近红外发光LED,在植物照明、葡萄糖浓度检测等方面展现了优越的性能。相关工作以通讯作者发表在《Laser & Photonics Reviews》(2022, 2200012)和《Advanced Optical Materials》(2022, 10(11), 2200415)。

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(2)面向我国高端照明材料产业发展战略需求,开发了系列具有优异发光特性的近红外发光材料。以GaTaO4为载体、通过Cr/Yb掺杂实现了带宽达300 nm的近红外发光,有效提升了近红外发射的内量子效率(95.5%)与温度稳定性(90%@423 K),相关工作以通讯作者发表在《Advanced Optical Materials》(2022, 10(18), 2201076)。以Gd3Zn2GaGe2O12为载体、通过调控Cr/Yb能量转移实现了54.9%和24.65%的近红外发射内外量子产率,发射带宽可达260 nm,封装的pc-LED可用于血管可视化和夜视,相关工作以通讯作者发表在《Optics Express》(2022 30(16),28550-28558)和《Chemical Engineering Journal》(2022 437,135346)。

(3)针对目前商用全谱照明光源中蓝光成分对视网膜损伤较大的问题,李盼来教授团队与河北利福光电技术有限公司、佛山市中昊光电科技有限公司等企业联合开展技术攻关,开发了一系列光谱覆盖整个可见光波段的新型荧光粉并实现了量产,相关研究成果以第一完成人获河北省科学技术进步二等奖1项(2022)。

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以上工作得到国家自然科学基金、河北省自然科学基金重点项目、河北省自然科学杰出青年基金项目、中央引导地方项目、光学工程学科建设项目等经费的资助。物理学院发光与显示团队王志军教授、索浩副教授、李磊鹏博士、硕士研究生魏国辉、杨慧芳和王野作为主要贡献者共同完成了以上工作。

论文链接:

1.https://doi.org/10.1002/lpor.202200589

2.https://doi.org/10.1364/OL.470708

3.https://doi.org/10.1364/OE.445293

4.https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.137890

5.https://doi.org/10.1002/lpor.202200012

6.https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135346

7.https://doi.org/10.1002/adom.202201076

8.https://doi.org/10.1002/adom.202200415

9.https://doi.org/10.1364/OE.464066

10.https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.10.298

11.https://doi.org/10.1364/OL.442627

(物理学院、科学技术处供稿)