物理與光電工程學(xué)院鄧婷婷副教授課題組在光學(xué)領(lǐng)域TOP期刊《Laser & Photonics Reviews》發(fā)表論文

發(fā)表時間：2024-11-14

近期，我校物理與光電工程學(xué)院鄧婷婷副教授在近紅外發(fā)光材料及其無線光通訊應(yīng)用的研究中取得重要進展，研究工作發(fā)表在光學(xué)領(lǐng)域TOP期刊《Laser & Photonics Reviews》 （IF=9.8)，論文題目為“Activator Heavy Solid Solution in Rigid Framework: An Effective Strategy Toward Highly Efficient and Thermally Stable Near-Infrared Emission for Wireless Communication”。

寬帶近紅外(NIR)熒光材料是下一代近紅外光源的關(guān)鍵組成。然而，高效且高熱穩(wěn)定的近紅外熒光材料的設(shè)計仍然面臨著重大挑戰(zhàn)。本研究在剛性基質(zhì)結(jié)構(gòu)LiCaGaF₆設(shè)計Cr³⁺重摻雜的固溶體，實現(xiàn)了吸收效率高達64.9%，在423 K時發(fā)射強度保持91.23%的高效、高熱穩(wěn)定性的近紅外熒光材料LiCaGaF₆:Cr³⁺(LCGFC)。同構(gòu)的LiCaAlF₆:Cr³⁺也表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性，但受困于低摻雜濃度和低量子效率。在兩者晶體結(jié)構(gòu)、形成能和Helmholtz自由能等方面的對比研究揭示了，與存在離子半徑差異的Al³⁺格位相比，Cr³⁺在等價態(tài)和等離子半徑Ga³⁺格位上的取代能夠產(chǎn)生更高固溶度的固溶體并保持晶體結(jié)構(gòu)的剛性，以實現(xiàn)Cr³⁺的高吸收效率和熱穩(wěn)定性。將LCGFC與藍色InGaN芯片結(jié)合制備得到近紅外光源，實現(xiàn)穩(wěn)定的無線光通信，并對生物組織和一些有機產(chǎn)品等具有良好的穿透性。該工作提出的激活離子在剛性結(jié)構(gòu)框架重摻雜的策略，有助于促進高效且高熱穩(wěn)定近紅外熒光材料的設(shè)計，并推進其新型光電應(yīng)用。

該工作由鄧婷婷課題組完成，佛山大學(xué)為第一單位，2022級光學(xué)工程碩士研究生賈世玉為第一作者，鄧婷婷副教授為第一通訊作者。該工作得到國家自然科學(xué)基金項目、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金區(qū)域聯(lián)合基金項目（地區(qū)培育項目）以及佛山大學(xué)物理與光電工程學(xué)院的資助與支持。

稿件來源：物理與光電工程學(xué)院

通訊員：吳秀婷