华南理工熊普先、华南师大王银珍 CEJ: 单一Tb³⁺离子掺杂的多色应力发光
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应力发光（Mechanoluminescence，ML）材料在机械刺激下具有将机械能定量地转换为光发射的特性，其中机械刺激包含摩擦、冲击、压缩、拉伸、弯曲等。独特的激励方法使其在应力传感领域具有广泛的应用前景。然而，基于绝对ML强度的传统应力传感方法在复杂且不可预测的测量环境中存在重大误差。
图1. (a-b)Lu
3-x
Tb
x
Al
2
Ga
3
O
12
(0.25 % ≤ x ≤ 3.0 %)的PL光谱和ML光谱（ML：254 nm紫外灯预照射2分钟后）。(c) Lu
2.985
Tb
0.015
Al
2
Ga
3
O
12
的 PL 和 ML 光谱。(d) Lu
3-x
Tb
x
Al
2
Ga
3
O
12
不同掺杂浓度(0.25 %≤x≤3.0 %)下的PL(激发波长254 nm)和ML(力=20 N)不对称率。(e-f) 不同浓度下 PL 和 ML 的 CIE 坐标。
图 2. (a-b)
Lu
3-x
Tb
x
Al
2
Ga
3
O
12
(x=0.25
% 和 3.0 %) 的 ML 光谱（用 254 nm 紫外灯预照射 2 分钟后）。(c) Lu
3-x
Tb
x
Al
2
Ga
3
O
12
(x=0.25 % 和 3.0 %)的不对称比率与不同应力之间的线性拟合。(d-e) 350-650 nm ML 光谱 (f-g) Lu
3-x
Tb
x
Al
2
Ga
3
O
12
(x=0.25 % 和 3.0 %) 样品在 10-80 N 应力下的 CIE 坐标。
图3. Lu
3-x
Tb
x
Al
2
Ga
3
O
12
(x=0.25 %、1.50 %和3.00 %)在不同应力下的照片以及相应的应力分布灰度图。
图4. (a，d) 可视化手写体“ML”字体的动态压力分布。(b, e) 从 (a, d) 中提取相应的相对 ML 强度二维分布。(e, f) 从(b, e) 中的标记区域 (ABCDE) 中提取相对 ML 强度的直方图。(g)展示通过Lu
3-x
Tb
x
Al
2
Ga
3
O
12
/PDMS薄膜（x = 0.25 ％，1.00 ％，2.00％和3.00 ％）记录签名者在不同力下的签名习惯。
相关成果以“Single Tb
3+
Ion Doped
Ratiometric Mechanoluminescence for Tunable Stress Visualization”为题发表在《
Chemical Engineering Journal
》。文章第一作者是华南师范大学博士生
吴胜
, 华南理工大学
熊普先
博士为第一通讯作者，
华南师范大学
王银珍
教授
为共同通讯作者
。该研究得到了国家自然科学基金青年基金（No.
52202003），广东省基础与应用基础研究项目(No. 2023A1515011893; c21140500002457)和广州市基础与应用基础研究项目(No. SL2022A04J00746)的资助。
作者简介
熊普先博士主要从事无机应力发光材料研究。
谷歌学术：
https://scholar.google.com/citations?hl=zh-CN&user=ulbS0yMAAAAJ
;
Researchgate:
https://www.researchgate.net/profile/Puxian-Xiong
;
ORCID:
https://orcid.org/my-orcid?orcid=0000-0002-2065-2968
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.143961
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