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以二氢苊骨架构建的深蓝光有机电致发光材料

高等学校化学学报 2024年第1期45卷 43-52页

作者：王妍张富俊张校宇徐佳惠童碧海陈平孔辉安徽工业大学冶金与资源学院马鞍山243002 烟台大学物理与电子信息学院山东省高校光电子功能材料与光电子器件特色实验室烟台264005 南京大学配位化学国家重点实验室南京210023

合成了4种在二氢苊骨架上连接咔唑或三苯胺电子给体和氰基苯电子受体的发光材料,考察了电子给体连接方式及种类对材料光电性能的影响.目标化合物的单晶结构分析结果显示,位阻导致给/受体与二氢苊骨架不共平面,从而降低了共轭程度,消除... 详细信息

合成了4种在二氢苊骨架上连接咔唑或三苯胺电子给体和氰基苯电子受体的发光材料,考察了电子给体连接方式及种类对材料光电性能的影响.目标化合物的单晶结构分析结果显示,位阻导致给/受体与二氢苊骨架不共平面,从而降低了共轭程度,消除了分子间π⁃π堆积作用,分子间依靠大量的C—H…π分子间相互作用稳定,只有3CzAB存在分子内π⁃π堆积作用.4种化合物均具有非常高的热稳定性,5%热失重温度(Td,5%)高于343℃.这些材料在PMMA薄膜中的发光均为深蓝光发射(403~432 nm),光致发光效率高(0.60~0.94),荧光寿命为5.4~8.6 ns.电致发光性能测试结果表明,以三苯胺为给体的材料PaAB的电致发光性能最佳,最大亮度可达2427 cd/m,峰值电流效率、功率效率和外量子效率分别为2.43 cd/A,1.53 lm/W和1.58%,色坐标(CIEx,y)为(0.15,0.09),为深蓝光发射.

关键词：深蓝光分子有机电致发光二氢苊荧光

活细胞应激反应过程中线粒体和核仁微环境动力学的荧光寿命成像研究

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物理学报 2024年第7期73卷 354-367页

作者：杨志刚刘颖超张仕青罗瑞鉴赵需谦连加荣屈军乐深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳518060

核仁和线粒体在维持细胞平衡发挥重要作用,研究其生理过程有助于深入了解生物学功能.本文采用一种红色荧光的芘罗丹明荧光探针在不同条件下靶向标记细胞线粒体和核仁.通过激光共聚焦成像和荧光寿命成像技术分析HeLa细胞在光照和药物刺... 详细信息

核仁和线粒体在维持细胞平衡发挥重要作用,研究其生理过程有助于深入了解生物学功能.本文采用一种红色荧光的芘罗丹明荧光探针在不同条件下靶向标记细胞线粒体和核仁.通过激光共聚焦成像和荧光寿命成像技术分析HeLa细胞在光照和药物刺激下细胞凋亡的形态变化,并利用相图定量分析了线粒体与核仁的微环境变化,确定在稳态HeLa细胞中探针标记到的线粒体的平均荧光寿命约为3.65 ns,线粒体黏度约为66×10^(-3)Pa·s.在激光光照后,探针标记到HeLa细胞线粒体的荧光寿命降至3.61 ns,对应线粒体黏度增至约131×10^(-3)Pa·s;使用紫杉醇和秋水仙碱诱导细胞凋亡,观察到探针标记于HeLa细胞核仁的荧光寿命先增加后降低,反映了在HeLa细胞凋亡过程中核仁微环境的变化,证明HeLa细胞在非稳态情况下核仁和线粒体的功能变化,为线粒体和核仁功能障碍相关疾病研究提供了新的研究方法.

关键词：荧光寿命显微成像核仁微环境黏度

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上转换纳米材料在食品安全检测中的研究进展

发光学报 2024年第5期45卷 824-836页

作者：孔明慧吴佳航卢扬闫旭卢革宇刘晓敏吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室吉林省先进气体传感器重点实验室吉林长春130012

近年来,上转换纳米材料在食品安全检测领域得到了快速的发展。上转换纳米粒子(Upconversion nanoparticles,UCNPs)可将近红外光转换为可见光,具有荧光背景低、化学稳定性好等特点,能够提高检测的灵敏度和准确性。本综述总结了当前常用的... 详细信息

近年来,上转换纳米材料在食品安全检测领域得到了快速的发展。上转换纳米粒子(Upconversion nanoparticles,UCNPs)可将近红外光转换为可见光,具有荧光背景低、化学稳定性好等特点,能够提高检测的灵敏度和准确性。本综述总结了当前常用的UCNPs表面功能化策略,概述了近年来UCNPs在食品安全检测中的研究进展,探讨了UCNPs在实际应用中所面临的一些问题和挑战,展望了UCNPs在食品安全检测领域未来的发展前景。

关键词：上转换纳米材料表面功能化策略荧光探针食品安全检测

基于2-氰基吡啶电子受体的热激活延迟荧光材料

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高等学校化学学报 2024年第3期45卷 73-83页

作者：汪青松张富俊徐慧慧陈思浛张千峰童碧海陈平孔辉安徽工业大学冶金工程学院分子工程与应用化学研究所马鞍山243002 烟台大学物理与电子信息学院山东省高校光电子功能材料与光电子器件特色实验室烟台264005 南京大学配位化学国家重点实验室南京210023

合成了4种以2-氰基吡啶为电子受体的发光材料,考察了不同电子给体对材料发光性能的影响.研究结果表明,化合物5-(10H-吩噻嗪-10-基)吡啶腈(PTPN)的单晶结构中,吡啶环之间的分子间氢键及吩噻嗪基团之间的C-H···π分子间相互作用使吡啶... 详细信息

合成了4种以2-氰基吡啶为电子受体的发光材料,考察了不同电子给体对材料发光性能的影响.研究结果表明,化合物5-(10H-吩噻嗪-10-基)吡啶腈(PTPN)的单晶结构中,吡啶环之间的分子间氢键及吩噻嗪基团之间的C-H···π分子间相互作用使吡啶环与噻吩基团之间形成共平面的构型,导致其发光由薄膜中的520 nm蓝移至400 nm.4种化合物在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜中的发光波长在434~520 nm之间.化合物5-(10H-吩噁嗪-10-基)吡啶腈(PXPN),PTPN和5-[9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基]吡啶腈(DAPN)的光致发光量子效率(PLQY)在0.17~0.57之间,具有热激活延迟荧光(TADF)发光性质,延迟荧光寿命在4.1~5.3μs之间,单重态/三重态能隙(ΔEST)在0.045~0.069 eV之间.化合物5-(3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基)吡啶腈(BCPN)的PLQY为0.91,发光寿命为12.4 ns,为荧光发射.电致发光器件性能测试表明,4种材料均发射绿光,其中DAPN的综合器件性能最佳,掺杂器件的最大亮度可达2855 cd/m^(2),峰值电流效率(CE)、功率效率(PE)和外量子效率(EQE)分别为37.6 cd/A,12.6 lm/W和10.4%.基于化合物BCPN的器件形成了高效的电致激基复合物,器件的最大亮度可达2367 cd/m^(2),峰值CE,PE和EQE分别为29.3 cd/A,11.5 lm/W和9.4%.该研究表明,氰基吡啶受体能形成稳定的分子间氢键,可用于TADF材料的开发.

关键词：热激活延迟荧光有机电致发光氰基吡啶电子受体

基于BCPO发光材料近紫外有机发光二极管的电致发光效率与稳定性

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物理学报 2024年第4期73卷 263-271页

作者：任兴于宏宇张勇西南大学物理科学与技术学院微纳结构光电子学重庆市重点实验室重庆400715

近十年来,制备近紫外有机发光二极管成为有机电子学领域的研究热点之一.但是当器件的电致发光波长延伸到400 nm以下后,对器件中各功能层的材料选择提出了更高要求.本实验中,以宽带隙小分子材料BCPO(bis-4-(N-carbazolyl)phenyl)phenylph... 详细信息

近十年来,制备近紫外有机发光二极管成为有机电子学领域的研究热点之一.但是当器件的电致发光波长延伸到400 nm以下后,对器件中各功能层的材料选择提出了更高要求.本实验中,以宽带隙小分子材料BCPO(bis-4-(N-carbazolyl)phenyl)phenylphosphine oxide)为发光层,基于BCPO的发射光谱确定了电子传输材料和空穴传输材料,制备了电致发光峰位波长在384 nm附近的近紫外有机发光二极管.在最佳的器件结构下,器件的最大外量子效率达到2.98%,最大辐射功率达到38.2 mW/cm^(2).电致发光谱中波长在400 nm以下的近紫外光占比为57%.结果表明器件在恒压模式下展示了良好的稳定性,此外,对影响器件稳定性的多个关键因素给予了深入的分析.

关键词：有机发光二极管近紫外光辐射功率外量子效率

La调控WO_(3)介电常数对摩擦纳米发电机输出的影响

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科学通报 2024年第14期69卷 1957-1966页

作者：谢远航娄永邓君沈剑聪陈杰杨晓红万步勇重庆师范大学物理与电子工程学院重庆市光电功能材料重点实验室重庆401331

摩擦层的介电性能是影响摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator,TENG)输出性能的关键因素之一.本文选择WO_(3)纳米颗粒作为TENG摩擦层的填充材料,改变La的掺杂比例来调节WO_(3)的介电常数,从而调控TENG摩擦层介电性能,并研究对TEN... 详细信息

摩擦层的介电性能是影响摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator,TENG)输出性能的关键因素之一.本文选择WO_(3)纳米颗粒作为TENG摩擦层的填充材料,改变La的掺杂比例来调节WO_(3)的介电常数,从而调控TENG摩擦层介电性能,并研究对TENG输出的影响.研究结果表明:掺入La^(3+)、WO_(3)颗粒的晶体结构和晶粒尺寸未见明显变化,但能够有效提高WO_(3)的相对介电常数,使其从5.61提高到10左右.掺杂比为1%的La:WO_(3)纳米颗粒填充后PDMS复合膜的相对介电常数从3.32提高到4.07,TENG的输出提高了约1倍.此外,本文探讨并建立了TENG转移电荷与复合膜介电常数的物理模型.

关键词： La掺杂WO_(3) 介电常数纳米颗粒填料摩擦纳米发电机

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基于双螺旋相位板的单目三维编码成像

光学学报 2024年第9期44卷 77-92页

作者：张越蔡怀宇盛婧汪毅陈晓冬天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室天津300072

提出一种能够同时获得场景深度信息并实现景深拓展的成像方法。通过在相机的光瞳处引入双螺旋相位调制,将深度信息编码在图像中,使用端到端的深度学习技术对成像过程进行反演,最终得到景深拓展的图像和深度图。分析了相位板参数和物距... 详细信息

提出一种能够同时获得场景深度信息并实现景深拓展的成像方法。通过在相机的光瞳处引入双螺旋相位调制,将深度信息编码在图像中,使用端到端的深度学习技术对成像过程进行反演,最终得到景深拓展的图像和深度图。分析了相位板参数和物距对成像性能的影响,讨论了在给定的深度范围内合理选择相位板参数的方法。在NYU Depth V2数据集的深度范围内进行了仿真,深度估计相对误差最低可达8.3%,景深拓展后图像的峰值信噪比(PSNR)和结构相似度(SSIM)最高分别可达35.254 dB和0.960,所提方法与传统光学系统相比景深可拓展数十倍以上,并且结果证明了缩小探测范围和增大物距可提升平均深度估计精度。针对闸机人脸识别等潜在的应用场景,以1.1~1.32 m为探测范围搭建了实物系统,在真实场景中深度估计的相对误差为2.2%,所提方法相比传统光学系统景深拓展约10倍。本文方法仅需在传统成像系统中加入一块相位板即可同时实现场景的深度估计和景深拓展功能,在低成本三维成像和检测领域具有一定的应用潜力。

关键词：成像系统计算成像单目深度估计景深拓展双螺旋相位板点扩散函数

植入式荧光内窥显微技术及其在活体脑成像中的应用(特邀)

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中国激光 2024年第1期51卷 295-313页

作者：林方睿张晨爽连晓倩屈军乐深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室广东深圳518060

高时空分辨可视化技术是脑科学研究的重要工具。荧光显微成像技术在特异性、多样性、图像对比度和时空分辨率等方面具有显著优势,但由于光在组织中的穿透深度有限,无创的荧光成像难以在活体水平获取深层脑区神经血管单元的高分辨结构和... 详细信息

高时空分辨可视化技术是脑科学研究的重要工具。荧光显微成像技术在特异性、多样性、图像对比度和时空分辨率等方面具有显著优势,但由于光在组织中的穿透深度有限,无创的荧光成像难以在活体水平获取深层脑区神经血管单元的高分辨结构和功能信息。因此,在脑科学研究中,荧光内窥显微成像技术受到越来越多研究者的青睐。得益于相关科学技术的发展,内窥镜探头在保持高性能的同时,实现了小型化并提供了更大的灵活性,可以植入活体大脑的不同深度处,开展特定深层脑区的功能调控研究。本综述介绍了基于梯度折射率透镜和单根多模光纤这两种探头的植入式荧光内窥显微成像技术及其发展和迭代进程,概述了它们在高分辨活体脑成像研究中的应用,以及在临床神经外科手术中的初步探索性应用。最后,展望了荧光内窥脑成像技术未来的发展前景。

关键词：显微荧光内窥显微成像活体脑成像梯度折射率透镜多模光纤

无机材料飞秒激光3D打印技术研究进展(特邀)

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中国激光 2024年第12期51卷 206-226页

作者：侯郑为刘少峰林琳涵李正操孙洪波清华大学材料学院先进材料教育部重点实验室北京100084 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器全国重点实验室北京100084 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室吉林长春130012

飞秒激光三维(3D)打印具有无掩模、高精度、高分辨率、真三维制造等特点,在复杂微纳3D结构制造上难以替代,基于双光子聚合打印技术,已经在微机电、微纳光电、微纳光子等复杂器件制备上展现出巨大的应用前景。随着共混掺杂技术及新型无... 详细信息

飞秒激光三维(3D)打印具有无掩模、高精度、高分辨率、真三维制造等特点,在复杂微纳3D结构制造上难以替代,基于双光子聚合打印技术,已经在微机电、微纳光电、微纳光子等复杂器件制备上展现出巨大的应用前景。随着共混掺杂技术及新型无机光敏材料的发展,高无机功能材料占比的飞秒激光3D打印为高性能器件制备提供了更多的可能性,极大拓展了微纳3D制造的应用能力。围绕近年来基于无机材料体系的飞秒激光3D打印方法,从无机组分工艺、激光打印能力、无机功能材料体系及应用等方面总结现有飞秒激光3D打印微纳器件应用、发展前景及面临的挑战,并展望飞秒激光打印无机3D微纳结构的新材料、新方法、新应用。

关键词：激光技术飞秒激光 3D打印纳米技术无机材料功能材料