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高压与超硬材料全国重点实验室肖冠军教授等人在多功能刺激响应荧光材料研究中取得重要进展,首次实现了在压力-溶剂双刺激下的多模态可逆荧光开关ON/OFF切换。借助压力处理与N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂工程,诱导晶格畸变和激子局域化,提高自陷激子辐射复合几率,实现了零维金属卤化物[BPP]SbCl5 (C13N2H16SbCl5)从无光到有光的可逆发光切换和优异的循环稳定性。研究团队进一步构建了高灵敏度DMF检测、多级光学防伪与可重构光学逻辑门等多功能集成系统,展示了其在智能传感与信息安全领域的重要应用潜力。相关研究成果以“Multimodal Fluorescent Switch: Pressure-Induced Emission and Solution-Induced Optical Anti-Counterfeiting and Logic Gates”为题发表在《Science Bulletin》上。
随着传感与信息安全技术的快速发展,传统光学防伪与检测材料已难以满足日益增长的多样化应用需求。传统光学响应材料常受限于单一刺激响应模式及不可逆的信号损失,制约了其在智能传感、信息加密与可循环动态显示等领域的实际应用。如何在同一材料中实现多种外界刺激(如压力、溶剂)的高效、可逆发光切换,并进一步拓展其在多功能光电系统中的集成应用,仍然是当前该领域面临的关键挑战。零维杂化金属卤化物作为一种新兴的多功能光电材料体系,通过其独特的“主-客体”结构框架和低维动态软晶格特性,展现出优异的发光可调性和对外界刺激的响应能力,被认为是构建多模态光学开关的候选材料。
本研究报道了一种零维金属卤化物材料 C13N2H16SbCl5 ([BPP]SbCl5),首次在同一材料中实现了压力与溶剂双重刺激下的高效可逆发光开关行为。在高压条件下,材料在约7.4 GPa时发生从单斜相到三斜相的结构转变,晶格畸变与对称性破缺显著增强电子–声子耦合,从而激活自陷激子(STE)宽带橙光发射,实现从 “暗态” 到 “亮态” 转变的压强诱导发光PIE。随着压力进一步增加至23.0 GPa,发射强度持续稳定增长,同时在经历多次“压缩–卸压”循环后可实现发光“ON/OFF” 可逆恢复。此外,材料对DMF表现出高度选择性溶剂响应,DMF可快速“点亮”高效黄色发光态,光致发光量子产率高达97%。这种“开启”态可通过温和加热完全逆转,恢复至非发光态。溶剂诱导的开关行为展现出卓越的循环性能,可逆循环超过10次且性能无衰减。基于上述特性,研究团队进一步展示了该材料在DMF高灵敏度检测(快速响应且选择性优异)、可逆多级光学防伪(溶剂显影/加热擦除双模式加密)及可重构光学逻辑门(执行A + B・C’逻辑运算)中的集成应用,系统验证了其在智能传感、动态信息加密和可编程光计算等方面的应用潜力。
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高压与超硬材料全国重点实验室博士毕业生王敬天为本文的第一作者,通讯作者为女性自慰-女人自慰-女性自慰工具
肖冠军教授,并得到了女性自慰-女人自慰-女性自慰工具
邹勃教授的悉心指导以及聊城大学王凯教授的大力支持。该工作得到了国家重点研发专项、国家自然科学基金创新研究群体和面上等项目的资助,以及上海光源同步辐射BL15U1线站的支持。