近日，深圳大學(xué)物理與光電工程學(xué)院彭登峰副教授團(tuán)隊(duì)分別在Science China Materials、Nano Research和Small等期刊上在線發(fā)表半導(dǎo)體應(yīng)力發(fā)光原創(chuàng)研究工作。
與傳統(tǒng)的電致發(fā)光不同，應(yīng)力發(fā)光材料在外力的作用下直接發(fā)光，無(wú)需通電。自恢復(fù)應(yīng)力發(fā)光具有力響應(yīng)發(fā)光特性，在外加機(jī)械力，如：拉伸、壓縮、振動(dòng)、摩擦和剪切力的作用下能動(dòng)態(tài)發(fā)光，物理受力發(fā)光的強(qiáng)弱和施力大小成線性關(guān)系，發(fā)光位置和物體應(yīng)變位置直接對(duì)應(yīng)，在各種類型的結(jié)構(gòu)安全無(wú)源可視化診斷中，智能壓力傳感器，可穿戴顯示，體育運(yùn)動(dòng)安全監(jiān)測(cè)、環(huán)境機(jī)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(xué)院彭登峰團(tuán)隊(duì)在摻雜型半導(dǎo)體的應(yīng)力發(fā)光研究方面取得一系列最新進(jìn)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(guò)渡族元素三價(jià)銻(Sb3+)離子摻雜層狀壓電半導(dǎo)體CaZnOS材料，獲得了室溫下多模態(tài)能量轉(zhuǎn)化的應(yīng)力發(fā)光特性。該摻雜半導(dǎo)體具有優(yōu)異的寬光譜應(yīng)力發(fā)光，半峰寬約為二價(jià)錳摻雜ZnS熒光粉(商用級(jí))的兩倍；此外，該半導(dǎo)體在室溫下還具有激發(fā)依耐性的光致發(fā)光顏色(藍(lán)色和橙色發(fā)射比例可調(diào))，以及敏感的X射線功率線性響應(yīng)發(fā)光特性(商用NaI相當(dāng))。李旭研究生為論文的第一作者，深圳大學(xué)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(chǎn)量易可達(dá)公斤級(jí)，合成的單晶經(jīng)過(guò)水洗后，單分散不團(tuán)聚，有利于進(jìn)一步結(jié)構(gòu)表征和解析。經(jīng)測(cè)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(qiáng)度高出單相的3~6倍，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了同比商業(yè)NaI:Tl閃爍體強(qiáng)度更高的X射線激發(fā)發(fā)光特性。理論計(jì)算支撐方面，香港理工大學(xué)黃勃龍教授團(tuán)隊(duì)對(duì)此工作開展DFT計(jì)算，通過(guò)深入計(jì)算分析并證實(shí)缺陷激活了局部S和Zn離子位點(diǎn)并降低了能量勢(shì)壘有利于載流子中的電子轉(zhuǎn)移。馬榮華博士為論文的第一作者，深圳大學(xué)與香港理工大學(xué)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(dǎo)體單分散微晶，有利于印刷和涂層制備，用于應(yīng)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(xué)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(xiàng)目(No.2022B1515020054)“摻雜半導(dǎo)體應(yīng)力發(fā)光智能材料功 能及應(yīng)用基礎(chǔ)研究”, 2022/01-2025/12在研，主持；國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(No.61875136)“自恢復(fù)應(yīng)力發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)與功能研究” 2019/01-2022/12在研，主持;廣東省自然科學(xué)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(xiàng)目的支持。
（物理與光電工程學(xué)院 供稿）
