Mekanoluminescens (ML) belägen inom det nära infraröda (NIR) spektralområdet kan ha lovande tillämpningar inom biomekanisk avbildning på plats och i realtid. Detta beror på den bättre rumsliga upplösningen och penetrationsdjupet för de biologiska vävnaderna, lägre optisk förlust och undvikande av autofluorescens.
Historiskt har sällsynta jordartsmetalljoner övervägande använts som aktivatorer i ML-material. Men justera utsläppen av sällsynta jordartsmetalljoner, speciellt RE 3+ , innebär utmaningar, vilket begränsar den praktiska tillämpningen av NIR MLs. Därför har fler och fler forskare gynnat de övergångsmetalljoner aktiverade systemen.
Tidigare har Puxian Xiong och kollegor rapporterat ett självåterställbart NIR ML-material i gallat genom att använda Cr 3+ joner som emissionscentrum för första gången.
"Faktiskt, LiGa5 O8 :Cr 3+ uppvisar god ML-repeterbarhet och kräver ingen förbestrålningsprocess, men de inneboende ML-mekanismerna är fortfarande inte helt klara", säger Xiong. "I synnerhet är det oklart huruvida de remanenta bärarna upptagna gitterfällorna kan påverka ML-repeterbarheten."
Som är allmänt känt är förvärmningsmetoden ett av de mest effektiva sätten att avlägsna de kvarvarande bärarna. I en ny studie publicerad i Advanced Powder Materials , integrerade teamet förvärmningsmetoden med motsvarande ML-resultat. "Detta arbete syftar till att aktualisera analysen av ML-mekanismen genom att eliminera påverkan från lagrade bärare", säger Xiong, som fungerar som medförfattare till studien.
Sammantaget Cr 3+ jondopad perovskit-typ LaAlO3 ML-fosfor syntetiseras framgångsrikt genom en traditionell högtemperatur-solid-state-reaktionsmetod i luften. I kombination med fotoluminescens, persistent luminescens, diffus reflektans och termoluminescenskarakterisering diskuterades den inneboende ML-mekanismen i detalj av författarna.
"Vi observerade att ML i LaAlO3 :Cr 3+ är självåtervinningsbar, vilket uppenbarligen skiljer sig från de fällkontrollerade ML-föreningarna (kräver UV-ljus för förbestrålning). Baserat på förvärmningsmetoden och motsvarande ML-analys beror sådan självåterhämtningsbar ML mer på piezoelektriciteten hos den icke-centrosymmetriska LaAlO3 :Cr 3+ ", säger Xiong.
Under mekanisk stimuli byggs ett starkt piezoelektriskt fält inuti föreningen, som är tillräckligt stor för att generera elektroniskt exciterade tillstånd av Cr 3+ joner, vilket därefter resulterade i ML. Denna luminescens har självåtervinningsförmåga, vilket innebär att blandningen kan appliceras på olika applikationer.
"Vi visade vidare stora potentiella tillämpningsmöjligheter för ML Bioimaging, anti-förfalskning och informationskryptering med kodning och avkodning av ASCII-kod", tillägger Xiong.
Mer information: Peishan Shao et al, Självåterställbar NIR-mekanoluminescens från Cr3+-dopad perovskittyp aluminat, Avancerade pulvermaterial (2023). DOI:10.1016/j.apmate.2023.100165
Tillhandahålls av KeAi Communications Co.
