围绕新型发光材料与传感器材料进行了系列研究，在材料的设计、制备和性能调控等方面积累了丰富的研究经验。近年来，设计制造了一系列稀土掺杂发光材料、副族元素掺杂发光材料以及温度传感器等多功能材料。近五年以第一作者或共同一作身份在Inorganic Chemistry，Journal of Materials Chemistry C，Ceramics International，Journal of Alloys and Compounds，Journal of Luminescence等发表SCI学术论文16篇。
代表性科研成果简介：
1、基于S型团簇的邻近格位设计Bi3+到Eu3+离子的超级能量传递过程
我们发现ZnMoO4中每六个Zn格位组成了一个S型团簇。通过比较Bi3+离子A能级位置的计算值与实验值推断ZnMoO4基质中两个Zn(2)格位会被优先占据。考虑到S型团簇结构以及格位优先占据顺序我们提出了一个从Bi3+到Eu3+离子的超级能量传递过程。可以通过控制Bi3+和Eu3+离子的掺杂总浓度来控制这两者之间的相对距离。当Bi3+和Eu3+离子的总浓度超过1/6时两者开始同时占据临近的Zn(2)格位。这样基于临近的Bi3+、Eu3+离子较短的相对距离而产生的超强能量传递过程便出现了。当激发位于331-350 nm的Bi3+离子1S0→3P1跃迁时荧光粉发射较强的红色荧光。超强能量传递过程的相对荧光发射强度是普通传递过程的6倍左右。这提供了一个利用晶体格位优先占据顺序来设计高效荧光材料的新思路。相关研究成果发表在Journal of Materials Chemistry C, 2015, (3): 8344-8350.
2、碱金属离子调控稀土离子各位占据与发光现象
通过晶体结构分析与理论计算研究了碱金属离子对Eu3+离子发光的调控作用。如碱金属离子对Bi3+/Eu3+掺杂ZnMoO4荧光材料的作用机理分析发表在Scientific Reports, 2016, 6, 27657。碱金属离子对Bi3+/Eu3+掺杂MgMoO4荧光材料的影响发表在Journal of Luminescence, 2017, 192, 141-147。碱金属离子对Bi3+/Sm3+掺杂CdWO4荧光材料的影响发表在Ceramics International, 2015, 41, (3, Part B): 4301-4307。碱金属离子在Eu3+掺杂(Li, Na, K)LaMgWO6荧光材料中对晶体结构和荧光性质影响的分析发表在Journal of Alloys and Compounds, 2019, 785, 651-659。碱金属离子掺杂对Eu3+掺杂CdMoO4荧光材料中晶体结构和荧光性质的分析发表在Scientific Reports, 2018, 8, (1): 5936.
3、碳纳米管型微通道结构中Mn离子的自还原发光现象
在空气气氛下以MnO2为Mn源在Zn2SiO4、Zn2GeO4和CdAl2O4中具有较高的电子密度的六元环内引入了Mn2+离子从而得到了蓝绿色荧光材料。正是具有较高电子密度的纳米管道A诱导产生了还原Mn4+的活性位点。Mn4+离子在活性位点通过本征缺陷VO×捕获了两个电子从而被还原成为Mn2+(VO×+Mn4+→VO··+Mn2+)。此外我们以MnO2或MnCO3为锰源在空气气氛下制备了CdB4O7:0.02Mn2+荧光材料以确认纳米管道的作用。我们相信具有这种特殊纳米管道的晶体在未来的材料领域会有更为惊人的性质。相关研究成果发表在Inorganic Chemistry, 2017, 56, (6): 3127-3130.
4、Er3+离子激活绿色荧光材料及其在LED照明和温度传感方面的设计与应用
通过传统的高温固相法制备了Er3+激活的NaLaMgWO6荧光粉。在NaLaMgWO6双钙钛矿结构中，当在约378nm激发时，我们观察到Er3+超强的绿色特征荧光发射。可以用于近紫外激发LED照明。应用于温度传感器时，制备的材料显示出优异的灵敏度，在483K时绝对灵敏度约为2.23％K-1。光学比率温度传感器的相对灵敏度在303 K时为1.04％K-1。除了高灵敏度之外，优异的耐水性能同样令人满意。因此，所制备的Er3+激活的NaLaMgWO6荧光粉在近紫外固态照明和非接触式光学测温中具有很高的应用潜力。相关研究成果发表在Dalton Transactions, 2019, DOI: 10.1039/C9DT00315K,