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省科学院稀有金属所:稀土基近红外长余辉发光材料研究取得新进展

来源:广东省科学院 时间:2020-06-09

省科学院稀有金属所发光材料团队联合暨南大学和中山大学,研究出一种新型钙钛矿结构稀土基近红外长余辉发光材料Na0.5Gd0.5TiO3:Cr3+。近日,相关研究成果Near-Infrared Persistent Luminescence in a Cr3+-Doped Perovskite for Low-Irradiance Imaging(一种面向低照度成像应用的Cr3+掺杂钙钛矿材料的近红外长余辉发光性质)发表在化学类顶级期刊Chemistry of Materials(美国化学会,影响因子10.19)。

近红外长余辉发光材料作为一类多功能的稀土发光材料,在生物成像、癌症转移追踪与治疗、夜视监控以及太阳能利用等生物医学和材料化学领域受到广泛关注。红光近红外光具有较高的组织穿透性,但这些低能量的光子对现有长余辉发光材料的充能效率极低,极大限制了其在生物医学成像中的应用。

稀有金属所联合研发的新材料在低照度(~2.5 μW·mm–2)的红光(~650 nm)充能后,其所获得的余辉强度(~760 nm)达到主流近红外长余辉发光材料的100倍左右。在此基础上,通过实验与所构建的基质相对能级图(HRBE),提出了一种新的单光子充能机理,并在原位模拟SNR~120)和小鼠体内(SNR~35)实现高信噪比的近红外成像。该研究成果为发展新型稀土基近红外长余辉发光材料和发光机理提供了新的启发。

 

原位模拟的近红外成像对比

 

全文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.0c00807

 

(省科学院稀有金属所 林利天/供稿)

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