在現(xiàn)代平板顯示技術(shù)中，目前采用最廣泛的是通過白光的顏色分離來獲得純的紅綠藍三基色像素點。通常這種白光是按嚴格的比例混合具有三基色發(fā)射的染料、量子點或者稀土納米晶來實現(xiàn)。其中，混合的染料難以用單一波長激發(fā)，并且光穩(wěn)定性差；混合的量子點間存在能量轉(zhuǎn)移，干擾三基色獨立發(fā)射。因此，通過發(fā)光體混合的方法獲得白光存在著相分離，光譜干擾，壽命短等缺點。合成單組分、全光譜的白光結(jié)晶材料仍然是一個挑戰(zhàn)性難題。
近日，智能所張忠平研究員帶領(lǐng)的研究團隊，通過合理的設(shè)計芯殼型納米結(jié)構(gòu)，成功地將具有紅、綠、藍三色發(fā)射的稀土元素組合到單個納米粒子上，并且對三種元素的濃度進行有效控制。這種優(yōu)化的單組分結(jié)構(gòu)克服了三色發(fā)光之間的相互干擾，使得該納米粒子在近紅外激光激發(fā)下，能夠產(chǎn)生明亮的全光譜上轉(zhuǎn)換白色發(fā)光?？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)，這種單組分上轉(zhuǎn)換材料的發(fā)光顏色對激發(fā)光的功率密度表現(xiàn)出很高的敏感性，只要在3-30W/cm2的小范圍內(nèi)改變激發(fā)功率密度，材料發(fā)光顏色就能表現(xiàn)出由綠色到青色、白色，再到紅色的連續(xù)演變。
這種激發(fā)功率對發(fā)光顏色的調(diào)制效應(yīng)，有望用于構(gòu)建新型平板激光顯示器件。相較于傳統(tǒng)的液晶顯示屏，使用這種材料可以省去復(fù)雜的彩色濾光片陣列，不僅可以提高顯示屏的分辨率，還大大簡化了其制造工藝。同時，這種功率調(diào)制的發(fā)光納米粒子，在精準(zhǔn)生物標(biāo)記以及高級防偽中都有潛在的應(yīng)用。相關(guān)研究結(jié)果近日發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie International Edition)上。
該研究工作得到了國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃、國家自然科學(xué)基金和安徽省自然科學(xué)基金的大力支持。
單組分上轉(zhuǎn)換白光材料及其多色顯示
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