稀土离子掺杂的无机近红外上转换材料具有独特的光学性能,在太阳能电池,三维显示,固态激光,光学存储器等领域具有潜在的应用价值,因此研究者们希望能制备上转换功能复合材料以使上转换材料获得真正的实用性。但目前的制备方法存在膜层结合力差,无法获得优异的荧光性能等缺点。因此,亟需找到一种新型的方法来制备高效上转换无机膜。
近期协同创新中心光电功能课题组针对这一议题开始关注微纳米尺度空间内分子的运动,并开发出了新型的限域空间内生长膜层的方法。通过叠加三个石英玻璃片在两两之间构筑限域空间,可以在该限域空间内基于水热反应生长上转换无机膜。其中,限域空间的高度和配置的前驱体的浓度对生长的膜层的致密度具有很大的影响。另外,选择油酸钠作为表面活性剂能使膜层与基底之间具有牢固的结合力。制备的膜层具有高透过率,高(101)取向性,高结合力,形貌可控的优点,更重要的是,在限域空间内生长的晶粒的缺陷少,晶粒尺寸大,从而能提高晶粒的紫外荧光出射性能,如图1所示。该膜层的紫外荧光(300-400 nm)量子产率是溶剂热法制备粉体的4.7倍,是水热法制备粉体的16.1倍。这样一个具有可见-紫外荧光增强性能的上转换透明膜层在光催化,紫外激光器,光伏材料等领域具有很大的应用前景,且能衍生出如图2所示的新型的液下近红外光诱导的高分子固化。该项工作近期发表在Cryst. Growth Des. 2016, 16, 5787-5797。
图1(a) 限域空间内原子有序组装的示意图以及增强的荧光发射,(b, c, d)为限域生长上转换膜分别与(b)水热粉体,(c) PDMS复合膜及(d)纳米粉体自组装膜的上转换荧光对比图,激发光源为980 nm激光器。
图2 (a) 液下近红外光诱导的高分子固化的示意图,(b) 光引发剂的透过谱,(c) 980 nm激光书写的“太极”图案。
文章链接:http://dx.doi.org/10.1021/acs.cgd.6b00874
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