1 厦门大学 材料学院，福建省表界面工程与高性能材料重点实验室，福建 厦门 361005
2 厦门大学 固体表面物理化学国家重点实验室，福建 厦门 361005
力致发光材料具有将机械刺激转变为光子发射的独特性能，因而被广泛应用于结构健康诊断、信息防伪、生物工程和电子皮肤等力学传感领域。然而，已报道的力致发光材料种类有限，且对于力致发光相关的载流子跃迁过程理解不够深入，极大地限制了其开发和应用。针对上述问题，本工作开发了新型混合阴离子型力致发光材料Ba2Gd（BO3）2Cl∶Ln（Ln = Eu，Tb，Dy，Sm，Nd），并探究了其光致发光性能与相关载流子跃迁过程。该研究通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、多模式激发下的稳态和瞬态光谱技术研究了样品的结构形貌、光致发光与力致发光性能，提出了该材料可能的发光机制。研究结果表明，在280 nm光激发下，Ba2Gd?（BO3）2Cl∶Eu的发射峰位于536，594，613，625，654，695，710 nm，第一个宽峰和其余窄峰分别对应于Eu2+和Eu3+的发射，即掺杂的Eu呈现混合价态。而在机械作用下，Ba2Gd（BO3）2Cl∶Eu几乎只表现出Eu3+的橙红光发射，这可能是由于机械作用优先激发基质中的价带电子所致。此外，Eu的光致发光和力致发光最佳掺杂浓度均为2%。在0.23~1.55 mJ的冲击能下，力致发光强度与冲击能量呈线性关系。通过改变掺杂镧系元素的种类，实现了力致发光从可见光区域到近红外区域的拓展。这项工作为解释混合价态材料的力致发光机制提供了思路，并在应力传感领域呈现出潜在的应用价值。
力致发光 稀土掺杂发光材料 混合阴离子化合物 能量传递 力致发光机理 mechanoluminescence rare earth doped luminescent materials mixed-anion compound energy transfer mechanoluminescent mechanism
1 中国地质大学 (北京)材料科学与工程学院, 北京 100083
2 厦门大学材料学院, 福建厦门 361005
力致发光(ML)材料的发光机制涉及力、电、磁、光之间的能量转换和电子跃迁过程, 是一个横跨多个学科的研究课题。目前, 存在一些无法用已知理论解释的 ML现象, 这预示着其过程机理仍未被完全揭示。ML机制的尚不确切严重阻碍了力致发光材料的研发及其构效关系的建立, 使研究人员为加快研发进程进一步提出开发和性能优化策略的目标遭遇瓶颈, 成为其走向实际应用的“桎梏”。本文聚焦于 ML的过程机制、回顾了已知机理模型和开发及优化策略, 并试图为力致发光材料未来面临的挑战和研究方向提供一些观点, 为力致发光材料的开发研制、性能改善及构效关系及机制的理解提供一些启示。
力致发光 应力发光材料 力致发光机理 开发策略 构效关系 力致发光分类 mechanoluminescent materials stress luminescence mechanism of mechanoluminescence development strategy structure-activity relationship classification of mechanoluminescence
1 哈尔滨工业大学 光学目标仿真与测试技术研究所,黑龙江 哈尔滨 150080
2 中国兵器工业导航与控制技术研究所,北京 100089
大视角、高分辨率、低畸变光学成像系统是全视角高精度三维测量仪中最为关键的核心器件。现有三维测量仪实际使用过程中不可避免会产生各种误差,因此科学合理地评估和降低全视角高精度三维测量仪的测量误差具有十分重要的科学及工程应用意义。通过多角度、全方面分析定量研究了相机内方位元素标定误差对几何定位误差的影响,以及相机光学系统MTF分析、点扩散函数分析、波像差分析和公差分析对匹配误差产生的影响。研究结果表明,在各种影响三维测量仪光学成像系统测量误差的因素当中,相机的传递函数是影响系统三维定位误差最主要的因素,当系统MTFN值大于0.4 lp/mm、系统几何畸变小于1个像素,PSF能量集中在以3 μm为半径的圆环内(小于1个像素),且PSF峰值达到了0.9时,三维测量仪的定位误差可达到秒级精度。
全视角高精度三维测量仪 相机传递函数 误差分析 三维定位误差 full-view high-precision 3D measuring instrument MTF error analysis three-dimensional positioning error
武汉工程大学 材料科学与工程学院, 湖北省等离子体化学与新材料重点实验室, 武汉 430073
采用电子回旋共振(ECR)等离子体在不同的磁场位形和工作气压下刻蚀化学气相沉积(CVD)金刚石膜，运用双探针和离子灵敏探针法对等离子体进行了诊断，研究了等离子体参数对刻蚀效果的影响。结果表明: 磁场由发散场向收敛场转变时，离子温度、电子温度和等离子体密度都随之增大，刻蚀效果逐渐增强; 当工作气压由低气压向高气压变化时，等离子体参数先增大后减小，CVD金刚石膜表面粗糙度降低程度也出现了相同的趋势。
刻蚀 CVD金刚石 等离子体参数 ECR等离子体 etching CVD diamond plasma parameters ECR plasma 强激光与粒子束
2014, 26(7): 074001
