Afdækning af selvgenoprettelig NIR-mekanoluminescens fra Cr³⁺-doteret perovskit-type aluminat

Mekanoluminescens (ML) placeret inden for det nær-infrarøde (NIR) spektralområde kan rumme lovende anvendelser inden for in-situ og real-time biomekanisk billeddannelse. Dette skyldes den bedre rumlige opløsning og penetrationsdybde af det biologiske væv, lavere optisk tab og undgåelse af autofluorescens.

Historisk set er sjældne jordarters ioner overvejende blevet anvendt som aktivatorer i ML-materialer. Men justering af emissionerne af sjældne jordarters ioner, især RE ³⁺ , udgør udfordringer og begrænser derved den praktiske anvendelse af NIR ML'er. Derfor har flere og flere forskere favoriseret de overgangsmetalionaktiverede systemer.

Tidligere har Puxian Xiong og kolleger rapporteret om et selvgenopretteligt NIR ML-materiale i gallat ved at bruge Cr ³⁺ ioner som emissionscenter for første gang.

"Faktisk, LiGa₅ O₈ :Cr ³⁺ præsenterer god ML-repeterbarhed og kræver ikke en præ-bestrålingsproces, men de iboende ML-mekanismer er stadig ikke helt klare," siger Xiong. "Isærligt, om de remanente bærere optaget gitterfælder kan påvirke ML-repeterbarheden er uklart."

Som det er almindeligt kendt, er forvarmningsmetoden en af ​​de mest effektive måder at fjerne de tilbageværende bærere på. I en ny undersøgelse offentliggjort i Advanced Powder Materials , holdet integrerede forvarmningsmetoden med tilsvarende ML-resultater. "Dette arbejde har til hensigt at aktualisere analysen af ​​ML-mekanismen ved at eliminere påvirkningerne fra lagrede bærere," siger Xiong, der fungerer som medkorresponderende forfatter til undersøgelsen.

I alt Cr ³⁺ ioner-doteret perovskit-type LaAlO₃ ML-phosphor er med succes syntetiseret ved en traditionel højtemperatur-faststofreaktionsmetode i luften. Kombineret med fotoluminescens, vedvarende luminescens, diffus reflektans og termoluminescenskarakteriseringer blev den iboende ML-mekanisme diskuteret i detaljer af forfatterne.

"Vi observerede, at ML i LaAlO₃ :Cr ³⁺ er selvgenoprettelig, hvilket naturligvis er forskelligt fra de fældekontrollerede ML-forbindelser (kræver UV-lys til forbestråling). Baseret på forvarmningsmetoden og tilsvarende ML-analyse afhænger sådan selvgenoprettelig ML mere af piezoelektriciteten af ​​den ikke-centrosymmetriske LaAlO₃ :Cr ³⁺ ," siger Xiong.

Under mekaniske stimuli bygges et stærkt piezoelektrisk felt i forbindelsen, som er stor nok til at generere elektronisk exciterede tilstande af Cr ³⁺ ioner, hvilket efterfølgende resulterer i ML. Denne luminescens har selvgenoprettelighed, hvilket betyder, at forbindelsen kan anvendes til forskellige applikationer.

"Vi demonstrerede yderligere store potentielle anvendelsesmuligheder for ML Bioimaging, anti-forfalskning og informationskryptering med kodning og afkodning af ASCII-kode," tilføjer Xiong.

Flere oplysninger: Peishan Shao et al., Selvgenoprettelig NIR-mekanoluminescens fra Cr3+-doteret perovskittype aluminat, Avancerede pulvermaterialer (2023). DOI:10.1016/j.apmate.2023.100165

Leveret af KeAi Communications Co.