
图1. (a) 反射式生物成像示意图;(b, c) 分别采用近红外一区和近红外一区&二区近红外pc-LED拍摄的手掌反射图像;(d) 检测装置示意图;(e) 器件在乙酸、乙醇和水识别中的应用;(f) 在垃圾分类中的应用
近红外一区(NIR-I,700–900 nm)和二区(NIR-II,1000–1700 nm)双窗口覆盖的发光材料,在生物医学深层成像和工业无损检测中具有重要应用价值。但激活离子受晶格位点种类和对称性限制,难以实现宽光谱、长波长的高效近红外发射。本研究开发出新型石榴石结构荧光粉La3TiGa5O14:Cr3+(LTG:Cr3+),发射范围达650–1400 nm。其超宽带发光源于Ti4+与Ga3+在八面体/四面体位点间的反位交换,引发局部多面体重排:晶体场减弱、斯托克斯位移增大、Cr3+掺入能垒降低、可占据位点增多,从而突破位点选择性限制。优化后的LTG:0.03Cr3+在1017 nm处发光,半高宽476 nm,是目前Cr3+掺杂氧化物中最宽的近红外发射带之一,可同时覆盖NIR-I和NIR-II窗口(如图1),利于深层组织成像。本工作将位点工程从外源掺杂拓展至基质本征结构调控,为宽谱近红外材料设计提供了新思路。
戴鹏鹏,教授,博士生师,主要从事无机发光材料的构效关系与器件应用研究,聚焦照明、显示和荧光传感方向。已在Light: Sci. & Appl.、Chem. Eng. J.、Laser &Photonics Rev.等期刊发表论文30余篇,他引1000余次,获中国授权发明专利8项。指导研究生获自治区优秀自然科学学术论文(二、三等奖)、自治区及校级优秀硕士学位论文;多次获评校级优秀硕士学位论文指导教师。入选新疆维吾尔自治区杰出青年、天山英才、青年科技拔尖人才、自治区高层次人才等人才项目。