ZrO2:Ti4+/PDMS复合弹性材料的制备及其力致余辉发光性能

作者:谷艳; 林品成; 张峻恺; 姚凯文; 王文祥; 王鸣宇; 张加驰
来源:硅酸盐学报, 2022, 50(12): 3134-3140.
DOI:10.14062/j.issn.0454-5648.20220507

摘要

本工作基于高温固相法制备的Zr O2:Ti4+荧光粉和PDMS硅橡胶,获得了一种新型力致余辉发光复合弹性材料,并通过XRD、扫描电子显微镜、光谱技术等对荧光粉及弹性体的结构、发光和陷阱性能进行了针对性的表征。结果表明:Zr O2属于单斜晶系,空间群P21/c (No.14),为中心对称结构,力致发光与常见的压电发光无关,基质的带隙大约为5.01 e V,宽度较大,有利于发光能级的辐照跃迁,均匀掺入Ti4+作为发光中心后,具有Ti4+特征发射eg→t2g的青色的光致及余辉发光,确定了最强发射时Ti4+的掺杂浓度为0.10%,Zr O2:Ti4+荧光粉与PDMS复合制备的弹性材料在通过254 nm的紫外灯辐照蓄能后,可在刮划、撕扯、按压、弯折和拉伸等外力刺激下发出明亮的青色力致发光,并能在裸眼视觉下持续数秒时间,该力致余辉现象力光线性依赖且辐照可重复,在应力可视化、力光传感、工程探测和人造皮肤等领域展现出良好的应用潜力和发展前景,提出了一种可能的摩擦电引发陷阱载流子激励力致余辉发光的机理。

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