近日，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所研究員孔祥貴、劉曉敏課題組在稀土上轉(zhuǎn)換納米材料光子動力學精準調(diào)控上取得突破性進展。
稀土離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料在生物醫(yī)學、信息和能源等領域有著巨大的應用前景。然而，由稀離子光子動力學復雜過程決定的光子能量上轉(zhuǎn)換效率過低挑戰(zhàn)問題的限制，其應用基礎研究進展極其緩慢，自稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光概念提出以來未能獲得實質(zhì)性突破。因此，深入地揭示和生動地描繪上轉(zhuǎn)換光子動力學的清晰圖像，是突破光子能量上轉(zhuǎn)換效率瓶頸問題限制的最為關鍵科學問題之一。
孔祥貴與劉曉敏課題組創(chuàng)新地將可控“離子納米分區(qū)摻雜”技術和稀土離子延遲激發(fā)調(diào)控方法與Monte Carlo計算模擬方法相結(jié)合，在國際上首次清晰闡述了光子能量在多納米層區(qū)域內(nèi)的吸收、遷移、傳遞及復合的動力學過程，生動描繪了光子能量單次瞬態(tài)遷移迅速和“游走”隨機等動力學圖像，實現(xiàn)了光子動力學過程的精準調(diào)控，為解決光子上轉(zhuǎn)換效率低的挑戰(zhàn)性難題明確了方向。
相關研究成果以封面論文的形式發(fā)表在《德國應用化學》上，博士佐婧、助理研究員涂浪平為共同第一作者。該研究得到了國家自然科學基金委，吉林省領軍人才及創(chuàng)新團隊項目、優(yōu)秀青年項目等的資助以及荷蘭阿姆斯特丹大學范特霍夫分子研究所教授張宏、Evert Jan Meijer在模擬計算方面的支持。
