南开大学科研团队在全谱多模式发光材料方面取得重要进展

近日，南开大学物理科学学院许京军教授团队的武莉、孔勇发课题组在全谱多模式发光材料方面取得重要进展：基于具有高缺陷容忍度的快离子导体，通过简单地改变掺杂的发光中心，实现了全光谱（从紫外光到近红外光）和多模式发光（包括上、下转换发光，长余辉发光，应力发光和X射线激发发光）。该材料在可视化应力记录、准动态防伪和数字信息加密等应用中展现出优异的时空分辨能力。相关成果以High Defect Tolerance Breaking the Design Limitation of Full-Spectrum Multimodal Luminescence Materials（高缺陷容忍度突破全谱多模式发光材料的设计限制）为题，发表在Advanced Materials（《先进材料》）上。

高缺陷容忍度基质构筑全谱多模式发光材料

各种防伪和信息加密技术在现代信息安全中发挥着日益重要的作用，其中光学防伪技术因其隐蔽性和可靠性而备受关注。各种发光材料的不同激发模式和多样的发射波长能够提供丰富的加密信息，但同时具有三种以上发光模式的材料极难获得。由于缺乏明确的理论指导和合理的设计，多模式发光材料的研发仍然具有偶然性且体系分散。探索一种多功能基质材料，以实现多模式发光材料的高效开发，仍然是一个巨大的挑战。

研究团队从跨领域多功能材料的结构特征汲取灵感，选择具有高缺陷容忍度的快离子导体CaGa4O7为基质，通过简单地改变掺杂发光中心，实现了五种发光模式（包括上/下转换发光、长余辉发光、应力发光和X射线激发发光）以及多色发光（发射波长覆盖从紫外光到近红外光的全光谱范围）。材料中载流子的储存与释放过程在各种外界响应下（如X射线、紫外光、可见光、980 nm光、热扰动和机械力刺激等）能够达到动态平衡。基于CaGa4O7基荧光粉的多色发光和多模式发光特性，设计了一系列高容量、多通道的光学防伪方案。通过切换外部激发源，可以对存储的各种信息进行动态或静态地调节输出，满足了时间和空间信息编码的需求。基于CaGa4O7基质开发的多功能材料在高级防伪、无损检测、生物传感和高清显示等多个领域展现出巨大的应用潜力。本研究不仅高效地获得了大量光学功能材料，而且为开发适用于多领域的新型复合功能材料提供了筛选基质的新策略。

南开大学博士研究生张盼为本文第一作者，南开大学武莉教授、许京军教授为共同通讯作者，南开大学为第一完成单位。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202411532