近日，深圳大學物理與光電工程學院彭登峰副教授團隊分別在Science China Materials、Nano Research和Small等期刊上在線發(fā)表半導體應力發(fā)光原創(chuàng)研究工作。
與傳統(tǒng)的電致發(fā)光不同，應力發(fā)光材料在外力的作用下直接發(fā)光，無需通電。自恢復應力發(fā)光具有力響應發(fā)光特性，在外加機械力，如：拉伸、壓縮、振動、摩擦和剪切力的作用下能動態(tài)發(fā)光，物理受力發(fā)光的強弱和施力大小成線性關系，發(fā)光位置和物體應變位置直接對應，在各種類型的結構安全無源可視化診斷中，智能壓力傳感器，可穿戴顯示，體育運動安全監(jiān)測、環(huán)境機械能節(jié)能照明以及信息安全防偽具有重要意義。物理與光電工程學院彭登峰團隊在摻雜型半導體的應力發(fā)光研究方面取得一系列最新進展。
在Science China Materials上發(fā)表題為“Broadband multimodal emission in Sb-doped CaZnOS-layered semiconductors”的研究論文工作，提出采用過渡族元素三價銻(Sb3+)離子摻雜層狀壓電半導體CaZnOS材料，獲得了室溫下多模態(tài)能量轉化的應力發(fā)光特性。該摻雜半導體具有優(yōu)異的寬光譜應力發(fā)光，半峰寬約為二價錳摻雜ZnS熒光粉(商用級)的兩倍；此外，該半導體在室溫下還具有激發(fā)依耐性的光致發(fā)光顏色(藍色和橙色發(fā)射比例可調)，以及敏感的X射線功率線性響應發(fā)光特性(商用NaI相當)。李旭研究生為論文的第一作者，深圳大學為唯一通訊單位。論文原文鏈接：https://doi.org/10.1007/s40843-021-1844-4
在Nano Research上發(fā)表“Interface synergistic effects induced multi-mode luminescence”論文，采用熔鹽鹽浴法成功地大規(guī)模制備了雙相ZnS微晶，該方法單次產量易可達公斤級，合成的單晶經過水洗后，單分散不團聚，有利于進一步結構表征和解析。經測試發(fā)現(xiàn)：與純單一相閃鋅礦或纖鋅礦相比，雙相共存晶粒的ML強度高出單相的3~6倍，同時還實現(xiàn)了同比商業(yè)NaI:Tl閃爍體強度更高的X射線激發(fā)發(fā)光特性。理論計算支撐方面，香港理工大學黃勃龍教授團隊對此工作開展DFT計算，通過深入計算分析并證實缺陷激活了局部S和Zn離子位點并降低了能量勢壘有利于載流子中的電子轉移。馬榮華博士為論文的第一作者，深圳大學與香港理工大學為論文共同通訊單位。
論文原文鏈接：https://doi.org/10.1007/s12274-022-4115-y
在Small上發(fā)表“Molten Salt Shielded Synthesis of Monodisperse Layered CaZnOS-Based Semiconductors for Piezophotonic and X-Ray Detection Applications”論文。在此工作中使用熔鹽屏蔽法（Molten Salt Shielded，MSS）成功合成了基于CaZnOS的半導體單分散微晶，有利于印刷和涂層制備，用于應變傳感、防偽、信息安全和信息柔性光子器件的研究。鄭元鈿研究生為論文的第一作者，深圳大學為唯一通訊單位。
論文原文鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202107437
工作受到廣東省杰出青年基金項目(No.2022B1515020054)“摻雜半導體應力發(fā)光智能材料功 能及應用基礎研究”, 2022/01-2025/12在研，主持；國家自然科學基金面上項目(No.61875136)“自恢復應力發(fā)光材料的結構與功能研究” 2019/01-2022/12在研，主持;廣東省自然科學基金(No2020A1515011315)“自發(fā)光納米纖維的制備和力致發(fā)光特性研究”2020/01-2022/12 在研，主持，等項目的支持。
（物理與光電工程學院 供稿）
