通过上转换激发实现高效长余辉发光的设计和光谱学研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11774046
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2002.凝聚态物质力热光电性质
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

It is generally accepted in theory that high-energy ultraviolet light is necessary in order to effectively charge the traps in persistent phosphors. However, the need of high-energy excitation compromises some emerging applications where the ultraviolet excitation is unsuitable. Therefore, search for effective low-energy excitation approaches (e.g., visible light excitation) is urgently needed, which was identified as a grand challenge in the field. In this proposal, by combining the features of up-converting excited-state absorption and persistent luminescence, we design a new up-conversion charging (UCC) process. In our UCC concept, under an intense low-energy excitation by an appropriate visible-light laser diode, the high-energy electron traps in the Cr3+, Mn2+, Pr3+, Tb3+-activated phosphors can be effectively filled by successive absorption of two visible photons. The persistent luminescence produced by the UCC process is as effective as that excited by the conventional ultraviolet lamp. For further understanding the entire UCC process, we plan to pursue the following three correlated research objectives: (1) investigating the UCC excitation spectroscopy through the optimum combinations of excitation wavelengths and excitation intensities; (2) investigating the electron transfer in the UCC process through thermoluminescence spectroscopy technique; (3) understanding the electronic structures of UCC materials to develop novel UCC persistent phosphors. We believe that the discovery of the UCC phenomenon can potentially revolutionize the ways we study and utilize persistent luminescence.
如何在低能可见光的激发下实现高能陷阱的填充是长余辉材料研究面临的重要挑战。本项目中,申请人结合激发态上转换吸收和长余辉过程,提出“上转换激发的陷阱填充”(UCC)这一新型余辉设计。拟采用高密度的低能激发光源(例如可见光激光二极管)对Cr3+、Mn2+、Pr3+、Tb3+等掺杂材料的余辉陷阱进行有效地填充;进而实现能与紫外灯辐照余辉效果相比拟的UCC余辉发射强度。为了更好地认识和理解UCC现象,本项目将围绕以下三方面开展:(1)优化激发波长和激发功率等参数,发展UCC激发谱学;(2)通过改进的热释光谱学测量,研究UCC的电子传递等物理过程;(3)理解UCC材料的电子结构特点,设计和开发新的UCC材料体系。申请人相信UCC概念的提出能够为长余辉的基础研究和实际应用提供新的视野。

结项摘要

以解决长余辉材料的激发波长限制为目的,本项目工作提出了“上转换激发的陷阱填充”(UCC)这一新型余辉概念,并通过光谱学手段对其激发、电子传递及发射过程进行了系统的研究。.具体取得的学术成果如下:(1) 开发了UCC激发谱学技术,将充能光源由相干激光扩展至生活中常见的发光二极管和白光手电等;(2) 深入研究了UCC过程中电子传递动力学,揭示了充能辐照剂量对陷阱态布居的”读出/写入”动态影响;(3) 扩展了UCC材料体系,在Pr3+、Tb3+、Mn2+、Cr3+ 等掺杂材料体系中实现了从紫外到红外多重谱段的余辉发射。除了计划的科研内容,考虑到项目执行期间爆发的新冠疫情以及紫外光对传播病毒的杀毒功能,申请人在UCC研究的基础上提出并开发了上转换基紫外光源的概念和白昼余辉的概念。.在本项目课题的支持下,主要的产出成果以论文的形式发表于《物理学报》和《Physical Review Applied》等国内外学术期刊。具体的产出成果包括:12篇学术论文,2章书籍章节,2次国际学术会议邀请报告和1项发明专利。人才培养方面,在项目期间,培养毕业了1名博士生和6名硕士生。.总的来说,本项目工作完成了申请书中制定的所有指标。从学术的角度看,项目工作提出的UCC 概念及其动力学研究为长余辉的研究提供了新的视野和技术手段。对申请人来说,项目的支持为其科研工作提供了基本的经费保障,帮助其进行深入的学术探索及科研合作。在此,由衷感谢基金委的资助。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(2)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Effect of electron-transfer quenching on the photoluminescence of Pr3+ in MgXO3 (X = Ge,Si)
电子转移猝灭对 MgXO3 (X−=−Ge,Si) 中 Pr3 光致发光的影响
  • DOI:
    10.1364/ome.389599
  • 发表时间:
    2020-05-01
  • 期刊:
    OPTICAL MATERIALS EXPRESS
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Huang,Xiao;Zhao,Xiyu;Liu,Feng
  • 通讯作者:
    Liu,Feng
Ultraviolet-B persistent luminescence and thermoluminescence of bismuth ion doped garnet phosphors
铋离子掺杂石榴石荧光粉的紫外-B持续发光和热释光
  • DOI:
    10.1364/ome.393986
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
    Optical Materials Express
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Hongxu Sun;Qingqing Gao;Aiying Wang;Yichun Liu;Xiao-jun Wang;Feng Liu
  • 通讯作者:
    Feng Liu
Persistent Emission of Narrowband Ultraviolet-B Light upon Blue-Light Illumination
蓝光照明下窄带 UV-B 光的持续发射
  • DOI:
    10.1103/physrevapplied.13.044051
  • 发表时间:
    2020-04-20
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW APPLIED
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Yan, Siyi;Liu, Feng;Liu, Yichun
  • 通讯作者:
    Liu, Yichun
Charging Gd3Ga5O12:Pr3+ persistent phosphor using blue lasers
使用蓝色激光器对 Gd3Ga5O12:Pr3 持久荧光粉充电
  • DOI:
    10.1016/j.jlumin.2020.117427
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Luminescence
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Yan Siyi;Gao Qingqing;Zhao Xiyu;Wang Aiying;Liu Yichun;Zhang Jiahua;Wang Xiao-jun;Liu Feng
  • 通讯作者:
    Liu Feng
基于上转换荧光粉的紫外光源设计
  • DOI:
    10.37188/cjl.20200347
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    发光学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈凤;陈璐;刘峰;张亮亮;武华君;吴昊;王笑军;张家骅
  • 通讯作者:
    张家骅

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其他文献

Study of triangular flow v3 in Au+Au and Cu+Cu collisions with a multiphase transport model
使用多相输运模型研究 Au Au 和 Cu Cu 碰撞中的三角流 v3
  • DOI:
    10.1088/0954-3899/39/2/025011
  • 发表时间:
    2011-11
  • 期刊:
    Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics 39(2): 025011
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Kai Xiao;Na Li;Shusu Shi;刘峰
  • 通讯作者:
    刘峰
自润滑材料的研究现状
  • DOI:
    10.14158/j.cnki.1001-3814.2018.02.002
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    柳红豆;杨爱民;刘峰
  • 通讯作者:
    刘峰
基于稀疏表征的双人交互行为识别
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
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  • 作者:
    陈昌红;张杰;刘峰
  • 通讯作者:
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Deep Web搜索技术进展综述
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    陈振宇
二层型挠性覆铜板用聚酰亚胺的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    绝缘材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖炳瑞;黄永发;王平;刘峰
  • 通讯作者:
    刘峰

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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