Pressure- and Rate-Dependent Mechanoluminescence with Maximized Efficiency and Tunable Wavelength in ZnS: Mn2+, Eu3+

材料科学 机械容积 光致发光 离子 荧光 压力传感器 分析化学(期刊) 波长 金刚石顶砧 光电子学 衍射 发光 光学 化学 物理 有机化学 热力学 色谱法
作者
Hao Wang,Xiaohui Chen,Junlong Li,Mei Li,Ke Liu,Dongliang Yang,Shang Peng,Tingting Zhao,Bohao Zhao,Yanchun Li,Yonggang Wang,Chuanlong Lin,Wenge Yang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:15 (23): 28204-28214 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acsami.3c04093
摘要

Mechanoluminescence (ML) has received widespread attention because of potential application in stress sensors and imaging. However, pursuing highly efficient ML remains a challenge due to multifactorial limitations such as pressure and loading rate. Here, we systematically investigate pressure- and rate-dependent ML in Mn2+ and Eu3+ co-doped ZnS in a gigapascal pressure range by using a high-pressure dynamic diamond anvil cell and microsecond time-resolved fluorescent methods and demonstrate the giant tunability in both ML efficiency and wavelength. Compressed from ambient pressure to 11 GPa at different compression rates, ZnS: Mn2+, Eu3+ exhibits a volcano shape in ML emission efficiency with an optimum at ∼3.5 GPa and ∼211.1 GPa/s, at least 1000-fold higher than that measured in the MPa range. The pressure-dependent ML is accompanied with a tunable yellow-to-red emission color change. A combination of high-pressure X-ray diffraction and photoluminescence measurements reveals that the pressure- and rate-dependent ML behavior derives from pressure-induced strengthening of the crystal piezoelectric field and enhanced interaction between the host lattice and doped ions with a significant change of the energy level of the Mn ion. Significantly, the highly efficient ML of ZnS: Mn2+, Eu3+ at the GPa level is reproducible under a compression-decompression process and can be manipulated on a micron scale, implying great potential in mechanical-optical energy conversion and application in dynamic pressure imaging, stress sensors, and multicolor displays.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
笑点低的牛二完成签到 ,获得积分10
1秒前
合适的半青应助123采纳,获得10
1秒前
悟川完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
4秒前
甜筒发布了新的文献求助10
4秒前
充电宝应助clean采纳,获得10
5秒前
happy发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
诸笑白发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
landolu发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
12秒前
耍酷的夏云关注了科研通微信公众号
13秒前
Lynnyue完成签到,获得积分10
13秒前
if发布了新的文献求助100
15秒前
15秒前
16秒前
weven完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
叶落花开应助Anquan采纳,获得10
20秒前
车小帅完成签到,获得积分10
22秒前
AI倩完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
25秒前
顾矜应助好玩和有趣采纳,获得10
26秒前
萊以托尔福完成签到,获得积分10
26秒前
平淡思雁完成签到,获得积分10
27秒前
西兰花的科研小助手完成签到,获得积分10
30秒前
小猫多鱼发布了新的文献求助10
30秒前
呆呆完成签到,获得积分10
31秒前
忆韵发布了新的文献求助10
31秒前
善良的灵羊完成签到 ,获得积分10
31秒前
33秒前
33秒前
鸠摩智完成签到,获得积分10
34秒前
高贵绿草完成签到,获得积分10
35秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3528020
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108260
关于积分的说明 9288139
捐赠科研通 2805889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540202
邀请新用户注册赠送积分活动 716950
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709849