編輯推薦：上轉換（UC）發光調製在光開關、光存儲器、光傳感器件等有源元件的光控制和處理中起著非常重要的作用。本文報導了一種新型螢光粉，Ho3+/Yb3+摻雜的SrBi4Ti4O15陶瓷，它具有很強的UC發光和明顯的光致變色反應。結果表明，這些樣品在光學數據存儲和防偽安全領域具有潛在的應用前景。
上轉換（UC）發光材料在過去的十年裡引起了人們越來越多的關注。到目前為止，人們通過改變螢光粉的晶體結構、化學成分、物相、納米晶尺寸、表面基團等方法對螢光粉進行改性研究。然而，這些方法本質上是不可逆的過程，基於這些方法很難實現UC發射的可逆調製。
來自中國民航大學的研究人員發現一種實時、動態、可逆控制UC發光的新方法，對於我們理解發光的基本原理，拓展UC材料的應用領域具有重要意義。相關論文以題目為「Tunable upconversion luminescence in new Ho3+/Yb3+ doped SrBi4Ti4O15 photochromic ceramics for switching application」在Journal of the American Ceramic Society期刊上發表。
論文連結
https://ceramics.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jace.17597
以吸收兩個或多個低能近紅外（NIR）光子和在較短波長（即紫外和可見光）發射單個高能光子為特徵的鑭系（Ln3+）激活上轉換（UC）發光材料在過去的十年裡引起了人們越來越多的關注。與二次諧波產生（SHG）和雙光子吸收（TPA）相比，由於非穩態量子力學態的參與，需要昂貴的脈衝雷射（即飛秒脈衝雷射）來實現激發，Ln3+基UC材料普遍採用了更高效的能量傳遞過程，因此可以由低成本的連續波雷射器（即980nm雷射器）激發。Ln3+離子的電子能級在UC化合物中產生了一系列連續的光子吸收和能量轉移過程，這也為UC光譜調諧提供了更多的可能性。針對UC發光的各種應用（如顯示器件、光開關和固體雷射器），精確調節發光特性對於優化光學器件和系統的性能和加工具有重要意義。
近年來，可控外場（如電場、磁場、光輻照、機械應力和熱刺激）的引入為螢光粉的發光特性的調整提供了新的契機。其中，光輻照因其易於接近而成為遠程控制UC材料功能特性的首選工具。迄今為止，光刺激誘導的可逆發光調製在有機物中得到了廣泛的研究光致變色（PC）系統。然而，有機材料的一些固有障礙是有限的它們廣泛的實際應用。相比之下，無機化合物顯示出許多有前途的優點，如優良的化學穩定性、熱穩定性、機械強度和抗氧化性。為了適應未來新型光電器件的需求，設計和開發高性能的光開關無機材料是十分必要的。
圖1。X射線衍射圖SBT:xHo3+/Yb3+（x=0、0.005、0.02、0.05和0.1）樣品（a）。（119）（b）和（020）（c）衍射峰的局部放大。
圖2。UC發光調製機制示意圖。
圖3。連續交替405 nm輻照（3min）和200 ℃熱處理（60s）10個循環過程中R和N的關係。
圖4。電場調製UC發光原理圖（a）。在50kV/cm直流電場作用下，輻照樣品的UC發光光譜x=0.02。所有樣品的歸一化UC強度隨t的變化（c）。
綜上所述，作者用簡單的高溫固相法製備了一類新型的UC發光調製材料。對SBT:xHo3+/Yb3+陶瓷的微觀結構、UC發光和PC性能進行了詳細的研究。這些結果表明SBT:xHo3+/Yb3+陶瓷材料在光學數據存儲和防偽安全材料方面具有廣闊的應用前景。(文：愛新覺羅星)
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