河北大学杨艳民教授等人在余辉机理研究中取得新进展

展全思梦 2025-11-08 09:15:52

河北大学杨艳民教授等人在余辉机理研究中取得新进展

原标题:河北大学杨延民教授等在余辉机理研究上取得新进展

近日，河北大学物理学院发光与显示团队教授课题组与浙江大学邱教授课题组合作，提出了三价稀土离子掺杂的宽禁带基质长余辉发光机理。认为中电子陷阱束缚激子在带间充电过程中起了重要作用，成功设计并实现了Gd3+的长余辉发光。相关工作“三镧系元素在宽禁带材料中的持续发光机制”发表在《光:科学与应用》2022，11月51日，河北大学为第一单位。我院青年物理教师李雷鹏博士是论文的第一作者，教授和邱教授是通讯的合著者。研究生李天一、胡月、蔡重阳等。参与了这项工作。

长余辉发光材料已广泛应用于发光显示、照明、安全标志、生物成像等领域。然而，长余辉发光的基本物理机制仍然存在争议，导致长余辉材料的开发仍然采用试凑法。本文提出了掺杂三价稀土离子的宽带隙基质的长余辉发光机理。带间电荷可以将价带电子激发到导带，导带的电子与价带的空空穴相互吸引，形成在常温下稳定的激子，激子也可能参与能量转移过程。得到的数据表明激子可以将能量转移到发光中心并产生光发射。

本文指出，稀土离子束缚载流子的能力不仅与其自身的电子构型有关，还与取代阳离子和配位阴离子的特性有关。Er3+、Nd3+、Ho3+和Gd3+由于自身的电子组态导致载流子结合能力较弱，不易产生余辉。通过改变取代阳离子和配位阴离子，成功实现了Er3+、Nd3+、Ho3+和Gd3+的超长余辉。等电子陷阱束缚载流子模型不仅可用于稀土离子的余辉设计，还可用于过渡族甚至主族元素余辉发光性质的预测，从而为新型长余辉材料的设计提供理论依据。

以上工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、河北大学高层次人才引进项目和河北大学物理学院公共测试中心的大力支持。

来源:河北大学

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