在現(xiàn)代平板顯示技術(shù)中，目前采用最廣泛的是通過(guò)白光的顏色分離來(lái)獲得純的紅綠藍(lán)三基色像素點(diǎn)。通常這種白光是按嚴(yán)格的比例混合具有三基色發(fā)射的染料、量子點(diǎn)或者稀土納米晶來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，混合的染料難以用單一波長(zhǎng)激發(fā)，并且光穩(wěn)定性差；混合的量子點(diǎn)間存在能量轉(zhuǎn)移，干擾三基色獨(dú)立發(fā)射。因此，通過(guò)發(fā)光體混合的方法獲得白光存在著相分離，光譜干擾，壽命短等缺點(diǎn)。合成單組分、全光譜的白光結(jié)晶材料仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)性難題。
近日，智能所張忠平研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)芯殼型納米結(jié)構(gòu)，成功地將具有紅、綠、藍(lán)三色發(fā)射的稀土元素組合到單個(gè)納米粒子上，并且對(duì)三種元素的濃度進(jìn)行有效控制。這種優(yōu)化的單組分結(jié)構(gòu)克服了三色發(fā)光之間的相互干擾，使得該納米粒子在近紅外激光激發(fā)下，能夠產(chǎn)生明亮的全光譜上轉(zhuǎn)換白色發(fā)光。科研人員發(fā)現(xiàn)，這種單組分上轉(zhuǎn)換材料的發(fā)光顏色對(duì)激發(fā)光的功率密度表現(xiàn)出很高的敏感性，只要在3-30W/cm2的小范圍內(nèi)改變激發(fā)功率密度，材料發(fā)光顏色就能表現(xiàn)出由綠色到青色、白色，再到紅色的連續(xù)演變。
這種激發(fā)功率對(duì)發(fā)光顏色的調(diào)制效應(yīng)，有望用于構(gòu)建新型平板激光顯示器件。相較于傳統(tǒng)的液晶顯示屏，使用這種材料可以省去復(fù)雜的彩色濾光片陣列，不僅可以提高顯示屏的分辨率，還大大簡(jiǎn)化了其制造工藝。同時(shí)，這種功率調(diào)制的發(fā)光納米粒子，在精準(zhǔn)生物標(biāo)記以及高級(jí)防偽中都有潛在的應(yīng)用。相關(guān)研究結(jié)果近日發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie International Edition)上。
該研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和安徽省自然科學(xué)基金的大力支持。
單組分上轉(zhuǎn)換白光材料及其多色顯示
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