近日，物理类国际权威期刊Applied Physics Letters(volume 124, issue 3, 15 January 2024)刊登了物理学院付浩教授课题组的研究论文《High quenching concentration of the CaLuAlO4:Er3+ upconversion phosphor with short-range energy migration》，经编辑精选为当期封面文章并作为Featured Article在期刊官网首页重点展示。硕士研究生罗天为第一作者，付浩教授为该论文的通讯作者，电子科技大学物理学院为第一作者单位。
图1 (a) 期刊封面论文;(b) CaLuAlO4结构及其能量传递路径上的原子排布。
利用上转换发光的反斯托克斯效应，可以在红外光激发下实现从紫外到近红外波段良好的发光，在太阳能电池和生物医疗等领域有很好的应用前景。为了实现强发光，最直接的方式是增加荧光材料中发光中心的数量，即提高稀土离子的掺杂浓度来增强发光强度。然而，过量的掺杂(通常激活剂≥3 at.%)会导致稀土离子间的能量交叉弛豫以及能量传递导致的缺陷猝灭，进而导致荧光猝灭，即浓度猝灭现象。该研究发现，采用CaLuAlO4化合物作为上转换基质，稀土激活剂Er离子的优化浓度可达30 at.%，高出传统材料一个数量级。通过理论计算和光学表征发现，CaLuAlO4基质中稀土离子(或离子对)之间分布异类原子且间距大，稀土离子吸收的激活能量迁移困难是实现高激活剂浓度的根本原因。这项研究对开发新型高效率上转换发光材料具有重要参考价值。
