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稀土掺杂Sc2(MoO4)3二维负热膨胀材料反常的热增强上转换和下转移发光

发布日期:2022年05月13日    浏览次数:248

    近日,我校化学化工学院温和瑞教授团队的廖金生教授在国际一流期刊《Nature Communications》(自然·通讯)上发表了题为“Thermally boosted upconversion and downshifting luminescence in Sc2(MoO4)3:Yb/Er with two-dimensional negative thermal expansion”的研究成果。我校为论文第一完成单位,廖金生教授为论文第一作者和第一通讯作者,论文合作者包括中国科学院福建物质结构研究所陈学元研究员、涂大涛研究员和中国科学院宁波材料研究所邱报副研究员等学者。


  荧光热猝灭一直是制约发光材料在照明、显示、探测等领域应用的关键因素之一,国内外研究者尝试各种策略来改善发光材料的热猝灭性能,但依然无法同时实现热增强上转换发光和下转移发光。该研究以Sc2(MoO4)3:Yb/Er二维负热膨胀材料作为研究对象,利用其在二维层面热缩冷胀的内禀特性,实现了在宽温域下(298K-773K)的绿光上转换发光和近红外下转移发光强度的显著增强。同时利用原位变温同步辐射X射线衍射(SXRD)、原位变温Raman光谱、时间分辨光谱等研究方法揭示了二维负热膨胀材料中稀土离子反常的荧光热增强机理。


  该课题历时三年多的深入研究,首次开发了二维负热膨胀性质与稀土发光性质相结合的新材料,是我校在稀土功能材料基础研究领域的一项重要成果,为稀土发光材料领域提供了限域能量传递的新机制,为推动材料科学、稀土光学器件和光物理等多领域的交叉融合开辟了新途径。


  该研究得到了国家重点研发计划重点专项(2020YFB1713700)、国家自然科学基金(51862012)、江西省功能分子材料化学重点实验室(20212BCD42018)和江西省自然科学基金的资助(20202BAB204008),并得到了上海光源BL14B等大科学装置的支持。


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二维负热膨胀Sc2(MoO4)3:Yb/Er发光材料的结构示意图,以及在980nm激发下的上转换热增强绿光发光照片和下转移热增强近红外发光照片