氟磷酸玻璃基质中PbS/PbSe量子点与稀土离子之间的能量传递调控与上转换光学性质研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11674272
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    68.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A20.凝聚态物理
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The main problem for up-conversion of rare earth ion is its narrow excitation bandwidth and relatively low conversion efficiency, which severely restricts its wide application in optoelectronic technology. Sensitization with near-infrared quantum dots is a possible approach to break through the current predicament for up-conversion of rare earth ions. In the present research project, therefore, we will systematically investigate the control and regulation means of broadband sensitization from near infrared quantum dots to rare earth ions and the mechanisms on up-conversion enhancement in the quantum dots and rare earth ions co-doped system. During the process of this research, we will use glass-ceramic as matrix, rare earth ions as up-conversion center and PbS, PbSe quantum dots as sensitizers. We will design and develop rare earth doped fluorophosphate glass containing quantum dots as nano-crystals, adjust and control the growth and distribution of quantum dots in glass matrix, explore the properties and controlling means of various energy transfers between quantum dots and rare earth ions, simulate and analyze the luminescence kinetics, reveal the physical mechanisms of quantum dot sensitized up-conversion process. On the basis, the integrated physical environments for cooperative sensitization to rare earth ions by various energy transfers will be optimized and efficient up-conversion under broadband light excitation will be achieved. The project reasonably combines the broadband near-infrared absorption of quantum dots with efficient up-conversion of rare earth ions. Thus it is expected to develop a novel up-converting method with broad near-infrared excitation band, referring a new means for efficiency and property improvement of infrared detectors, solar cells and other related optoelectronic devices and technologies.
狭窄的激发带宽与较低的转换效率是稀土上转换发光面临的主要困境,严重制约它在光电子技术领域的广泛应用。近红外量子点敏化是突破当前稀土上转换困境的可能途径。为此,本项目以玻璃陶瓷为载体,稀土离子为上转换中心, PbS、PbSe量子点为敏化剂,系统研究近红外量子点宽频带敏化稀土离子的调控手段与上转换的增强效应。项目将设计和研制以量子点为纳米晶的稀土氟磷酸盐玻璃陶瓷,调控量子点在玻璃基质中的生长与分布,探索量子点与稀土离子之间各种能量传递的规律及其控制方法,模拟分析其发光动力学过程,揭示量子点敏化稀土离子的上转换物理机制。在此基础上,优化各种能量传递协同敏化稀土离子的综合物理环境,获得宽频带近红外光激发下的高效上转换发光。项目将量子点的宽带近红外吸收特性与稀土离子的高效上转换性能有机结合,有望发展出一种宽频带上转换的新手段,为红外探测、太阳能电池等相关光电子器件与技术的增效与改性提供一种新方案。

结项摘要

成功制备多个Mn4+掺杂的新型氧化物发光材料,寻找出对激活离子发光性能的调控手段。研究了Mn4+离子在新的Ba6Y(Gd)2W3O18 和Li6SrLa2Sb2O12基质中的发光特性。制备出了能同时将紫外光和绿光转化为深红光的Mn4+掺杂Ba3Y2WO9材料。特别在双钙钛矿结构氧化物中利用离子对替换的方法,优化了其发光性能,实现了Mn4+在K0.5La0.5SrMgWO6中发光量子效率达到达97.7%的新突破。完善了利用双激活中心发光材料监控和测量激光波长的技术思路,研究了Mn4+、Cr3+共掺杂Li2MgTiO4、La2ZnTiO6和BaMgAl10O17的中心发光材料,探讨了它们热稳定性和测量灵敏度。所制备的双激活中心发光材料用于波长监测的最大相对灵敏度可达10%。获得了一类具有温度传感和激光波长测量双重功能的Mn4+、Eu3+共掺杂K0.3La1.233MgWO6的发光材料。以Ni2+离子为敏化剂,研究了Ni2+离子对Er3+和Tm3+离子的敏化上转换。在LiGa5O8基质中获得了900nm-1300nm波段范围激发下Tm3+离子800nm的上转换发光,在MgGa2O4获得了900nm-1700nm激发下的Er3+离子660nm的上转换红光,实现了宽带敏化上转换的新突破。研究了上转换过程中的稀土离子对Mn4+离子的敏化,通过Mn4+离子与HO3 +离子上转换发光的重叠,获得最大宽度覆盖640-770nm的上转换发射。此外,研究了Mn4+和Cr3+离子对Yb3+离子的敏化发光,研究了Ce3+ →Er3+ →Ho3+的间接敏化,获得了相应的近红外发光的敏化增强。项目研究中获得了一批高效和独具特色的发光材料,寻找到了一些提高发光效率的技术途径,实现了宽带激发上转换发光的研究目标。项目共发表SCI论文19篇,申请发明专利5项,其中已授权发明专利1项。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Luminescence performance of Cr3+ doped and Cr3+, Mn4+ co-doped La2ZnTiO6 phosphors
Cr3掺杂及Cr3、Mn4共掺杂La2ZnTiO6荧光粉的发光性能
  • DOI:
    10.1016/j.materresbull.2019.110764
  • 发表时间:
    2020-04-01
  • 期刊:
    MATERIALS RESEARCH BULLETIN
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Ou, Jinhong;Yang, Xiaoliang;Xiao, Siguo
  • 通讯作者:
    Xiao, Siguo
Ba3Y2WO9:Mn4+: A near-UV and yellow-green light excited red phosphor for greenhouse cultivation
Ba3Y2WO9:Mn4:一种用于温室栽培的近紫外和黄绿光激发红色荧光粉
  • DOI:
    10.1016/j.jlumin.2020.117406
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Journal of Luminescence
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    王文波;阳效良;肖思国
  • 通讯作者:
    肖思国
Broadband up-conversion in SrLaAlO4: Yb3+/Ho3+/Mn4+ phosphor
SrLaAlO4: Yb3 /Ho3 /Mn4 荧光粉中的宽带上转换
  • DOI:
    10.1016/j.optmat.2020.110416
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
    Optical Materials
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    颜志文;黄蕊;阳效良;肖思国
  • 通讯作者:
    肖思国
Photoluminescence Properties of Mn4+, Cr3+ co-doped BaMgAl10O17 Phosphor
Mn4、Cr3共掺杂BaMgAl10O17荧光粉的光致发光性能
  • DOI:
    10.1149/2162-8777/abc80e
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
    ECS Journal of Solid State Science and Technology
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    袁漫;阳效良;肖思国
  • 通讯作者:
    肖思国
Broadband-sensitive up-conversion phosphor of Ni2þ,Tm3þ co-doped LiGa5O8
Ni2×、Tm3×共掺杂LiGa5O8宽带敏感上转换荧光粉
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Luminescence
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    管伟;肖思国;阳效良
  • 通讯作者:
    阳效良

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其他文献

Sensitized near infrared emission of g-C3N4: Yb composite
g-C3N4:Yb复合材料的敏化近红外发射
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    OPTOELECTRONICS AND ADVANCED MATERIALS – RAPID COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏文斌;朱国军;高学军;金湘亮;阳效良;肖思国
  • 通讯作者:
    肖思国
Quantum cutting and tunable luminescence properties in Pr3+/Sm3+, Yb3+ co-doped SrMoO4 powders
Pr3 /Sm3 、Yb3 共掺杂 SrMoO4 粉末的量子切割和可调发光特性
  • DOI:
    10.1016/j.materresbull.2016.12.047
  • 发表时间:
    2017-05
  • 期刊:
    Materials Research Bulletin
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    夏文斌;肖思国;阳效良;金湘亮
  • 通讯作者:
    金湘亮
Enhanced red emission in Eu3+ doped fluoro-borosilicate glass by introducing ZnF2
通过引入 ZnF2 增强 Eu3 掺杂氟硼硅酸盐玻璃的红光发射
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    JOURNAL OF OPTOELECTRONICS AND ADVANCED MATERIALS
  • 影响因子:
    0.5
  • 作者:
    章学安;肖思国;阳效良;金湘亮
  • 通讯作者:
    金湘亮
Intense 1.85 mm emission of Tm3+ sensitized by Mn4+ in Mn4+/Tm3+ co-doped Ca14Zn6Al10O35 phosphor
Mn4 /Tm3 共掺杂 Ca14Zn6Al10O35 荧光粉中 Mn4 敏化的 Tm3 的 1.85 mm 强发射
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    李巍;高学军;阳效良;金湘亮;肖思国
  • 通讯作者:
    肖思国

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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