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需求背景

长余辉发光材料有光蓄光、无光发光特性，对于实现循环节约型社会起到重要的作用。将长余辉发光材料应用到农业中，可以将太阳光中对植物生长不利或利用率较低的转换成对植物生长有利的光。有效延长了作物光合作用时间。申请人长期专注多色长余辉发光材料的研究。对长余辉材料的制备技术、结构分析、光谱学的研究，有着扎实的理论基础和丰富的实践经验，取得了一系列研究成果。项目前期已经开发了多种新型超长余辉材料，相关技术成果,并先后在J. *** C，J. Lumin，ACS Appl. Mater. Inter.上发表SCI学术论文20余篇（其中2区以上10余篇），授权专利5项。

需解决的主要技术难题

在长余辉材料开发方面，虽然CaAl₂O₄: Eu²⁺, Nd³⁺、Sr₂MgSi₂O₇: Eu²⁺, Dy³⁺、Sr₄Al₁₄O₂₅: Eu²⁺, Dy³⁺等具有优异余辉性能的长余辉材料相继被开发，但是，余辉颜色都集中在蓝、绿色，且SrAl₂O₄: Eu²⁺, Dy³⁺仍然统治着商业市场，严重缺乏有效的余辉颜色操控手段。因此，亟需有效方法开发不同余辉波长发射的余辉性能优良的长余辉材料。余辉机理方面，不断有模型被提出，但是只能解释少量余辉过程。同时，陷阱填充、释放，共掺离子的具体作用仍然不是很清楚。同时，余辉机理缺乏应用的广泛性。从而无法指导进一步改进现有材料或研发新型材料。

期望实现的主要技术目标

（1） 长余辉发光材料的制备及其本征缺陷引起自俘获光致发光及余辉现象的研究

采用制备d¹⁰离子氧化物基（锗酸盐、锆酸盐等）长余辉发光材料基质，研究其结构特性及缺陷性质；探讨基质结构中本征缺陷对于其自俘获光致发光行为及长余辉特性的现象。明确本征缺陷对于载流子俘获及释放过程的影响。

（2） 本征缺陷对于发光中心发光行为的影响

根据不同激活剂离子的特征属性，选择合适的稀土离子掺杂形成有效的发光中心，探讨d¹⁰离子氧化物基质的本征缺陷对于发光中心离子的影响。利用热释光技术探究有效陷阱的深度与分布，结合正电子湮灭和电子自旋共振对陷阱类型与填充状态进行判断，实现对缺陷态的本征属性的归属及充当角色的认定。

（3） 构建合适的陷阱能级，开展陷阱能级辅助发光中心光谱调节的研究

基于基质材料本征缺陷对激活剂离子的发光行为的影响，结合陷阱结构特点，通过稀土离子的共掺杂，构建合适的陷阱能级，通过光致光谱、热释光、光激励发光光谱探讨材料中陷阱种类、深度、数量对于发光中心的光谱调节。

需求解析

解析单位：重庆市永川区 解析时间：2022-10-18

黄立敏

贵州医科大学

主任

综合评价

是一种新型的节能弱光照明材料，该材料能有效地吸收紫外或者可见光，存储能量，并以光的形式将这些能量释放出来，广泛用于弱视照明、建筑物探伤、发光指示、交流LED、防伪、生物荧光成像等领域。 [0003]长波紫外长余辉材料(315～400nm)因其可用于生物医学和节能催化而受到广泛关注。例如，它可在在高灵敏生物成像和光动力治疗中被用作连续生物照明光源来激发小分子荧光探针、量子点或者光敏剂。利用长波紫外长余辉材料来激发光敏剂来产生自由基，可实现长期杀菌和抑菌；此外，它还可以作为连续的激发源来促进TiO2等在黑暗条件下的光催化反应。紫外长余辉材料虽然具有很大的应用需求，但关于紫外长余辉材料的研究和发展步伐相当缓慢，近年来报道的紫外长余辉材料较少。因而，亟需研制紫外区余辉性能优异的长余辉发光材料。

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