发光材料与器件全国重点实验室工作简报2025年第11期(总第99期）.pdf

摘要：

新闻动态

大湾区高分子创新与发展论坛成功举办

为促进广东省乃至大湾区的高分子产学研工作，2025年12月12日至14日，“大湾区高分子创新与发展论坛”在华南理工大学北区科技园1号楼成功举办。该论坛由广东省化学学会高分子化学专业委员会主办,广东省分子聚集发光重点实验室和华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室承办。中国科学院院士、香港中文大学（深圳）唐本忠教授担任论坛主席，广东省化学学会高分子化学专业委员会主任、华南理工大学秦安军教授，副主任、中山大学张艺教授和副主任、南方科技大学何凤教授担任执行主席。论坛开幕式由秦安军教授主持。

开幕式上，唐本忠院士致欢迎辞。他指出，论坛大胆尝试突破传统学术会议的纯学术界主导模式，更主动吸纳产业界力量加入讨论。会议邀请了来自先进高分子材料、电子封装、新能源汽车、新材料解决方案等企业界的技术专家，共同围绕高分子领域的产业痛点与未来机会展开对话，这是一种有益的尝试，让“学术界”和“产业界”专家真正坐到一起，把问题讲透、把需求讲清、把未来讲明。广东省化学学会秘书长、中山大学李乐教授代表广东省化学学会致辞，他肯定了高分子化学专业委员会过去的成绩和努力，希望新一届专业委员会在秦安军主任的带领下能够促进广东省高分子领域产学研的发展。

国务院参事室主任邹晓东一行来实验室参观调研

12月16日，国务院参事室党组书记、主任邹晓东一行来发光材料与器件全国重点实验室参观调研，华南理工大学副校长吴波陪同调研。

实验室主任马於光院士对调研组的到来表示热烈欢迎，并详细介绍了实验室的发展历程、组织架构、核心研究方向以及近年来实验室在承担国家重大科技任务中所作出的努力与取得的进展。

研究进展

发光理论与机制

周博教授团队：界面能量传递（IET）点亮Eu3+纳米颗粒长余辉

基于闪烁/辐射发光的X射线探测与成像已广泛应用于无损检测、安全检查与工业检测等领域。相较之下，X射线激发的余辉（PersL）发光可在关源后持续发光，有望进一步降低背景干扰、提升成像信噪比与分辨率，具备重要的应用价值。然而，在稀土掺杂纳米颗粒体系中实现Eu3+的PersL发光是一个长期的挑战性课题。即便Tb3+常可作为X射线能量的“收集/供体”增强Eu3+的RL，简单Tb/Eu共掺仍难以获得Eu3+的PersL，且机理认识不够清晰，限制了材料设计与应用推进。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的周博教授团队通过提出通过“界面能量传递（IET）”策略构筑NaYF4:Tb@NaYF4:Eu壳核纳米结构，使Tb3+亚晶格承担X射线能量吸收、存储与迁移的功能，并在纳米晶核-壳界面建立高效的Tb3+→Eu3+之间IET通道，从而在壳层有效激活Eu3+，实现强烈红色PersL。更进一步，研究通过调控界面能量传递路径，实现RL/PersL发光颜色的空间可控与可切换；同时提出互补的成像路线：核壳体系用于“延时读出”，而共掺体系可“抑制PersL、仅保留RL”，从材料层面为实时成像提供避免鬼影的解决方案。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.5c01138

新型显示、探测与成像

宋恩海研究员&朱旭辉教授团队：用于X射线成像的零维卤化锰闪烁体的结构设计与性能预测

零维锰基有机-无机杂化金属卤化物（0D Mn2+-based OIHM）由于其局域化的发光中心、大的斯托克斯位移、可忽略的自吸收、锰和卤素原子X 射线吸收能力、丰富的天然储量、简便的合成方法以及低毒性，使其具有在闪烁体领域的应用潜力。高性能闪烁体材料的发现与合理设计对于推进 X 射线成像和检测技术的发展至关重要，但目前仍是一个重大挑战。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的宋恩海研究员和朱旭辉教授课题组制备了一种高效率的0D Mn2+-based OIHM闪烁体(C33H29NP)2MnBr4·EtOH ，其具有99.2%的PLQY以及56363 photons MeV⁻¹的光产额（C33H29NP+=（3-(咔唑-9-基)丙基)三苯基溴磷鎓离子）。同时引入了面密度（σ）的概念来评估0D Mn2+-basedOIHM的闪烁性能。这项研究不仅开发出了一种可以用于X射线成像的高闪烁性能的0D Mn2+-basedOIHM，而且还确立了关键的结构与性能之间的关系，为先进闪烁体材料的设计与制备提供了更深入的见解。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adom.202503244

李志远教授团队：基于光纤微型传感探针的液-液扩散研究

作为一个古老的科学问题，液-液扩散至今没有完善的理论。水-氯化钠和乙醇-水体系作为两个具有代表性的扩散体系，对它们的研究将有助于深化对氯化钠-水和乙醇-水微观结构的认知。然而，目前对它们的测量方法均存在空间分辨率低的局限，无法准确研究扩散过程。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的李志远教授课题组利用自制的光纤等离激元微型传感探针，以高空间分辨率实现了对水-氯化钠和乙醇-水体系的非菲克扩散过程的研究，有望拓展光纤传感领域的应用。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5c01634

https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.5c03413

彭俊彪教授团队：溶液法制备Mo-Pr共掺In₂O₃薄膜晶体管的迁移率与稳定性提升研究

基于 In₂O₃ 的TFTs具有高迁移率，但其栅偏压稳定性和光照稳定性不佳。稀土掺杂可以提高稳定性，但会牺牲迁移率，可通过共掺杂补偿。机器学习可根据少量数据预测最佳工艺参数，避免了试错法的盲目性。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的彭俊彪、宁洪龙和姚日晖教授课题组为了在保持稀土掺杂金属氧化物半导体TFT稳定性的同时提升迁移率，设计了 InPrMoO TFTs，其展现出优异的电学性能。构建了集成物理模型与机器学习的多目标预测模型，预测最佳工艺参数。预测结果经实验验证，大部分薄膜性能的相对误差小于 5%。最终制备的 TFT 展现出μsat =13.5 cm²/V·s, Ion/Ioff = 3.82 × 10⁶, SS= 0.40 V/dec 的性能，效率优于传统试错法，有望拓展机器学习技术在氧化物TFT性能优化的应用。

原文链接：https://doi.org/10.1002/elt2.70020

有机光伏材料与器件

陈军武教授团队：冷升华准固体添加剂实现高效率与长寿命运行的二元有机太阳能电池

有机太阳能电池（OSCs）具备轻量、柔性和溶液可加工等优势，在便携设备与建筑一体化光伏等领域前景广阔。Y系列非富勒烯受体的突破使单结与叠层器件效率均超20%，但商业化仍受长期稳定性和规模化制备限制。高效BHJ-OSCs的关键在于构建兼具高界面面积与连续电荷通道的最优给-受体网络形貌。当前的形貌优化策略中，因多功能且效果显著，添加剂工程已成为最受关注的研究方向。

近日，华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室的陈军武教授课题组利用可原位去除的准固体添加剂，实现了高效率且长寿命运行的二元有机太阳能电池，有望拓展有机光伏活性层添加剂领域的应用。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202505276

无机发光与光纤激光

甘久林研究员团队：自还原策略实现掺杂CaZnOS材料力致发光性能显著增效

力致发光（ML）是材料在机械刺激下直接发光的智能光学现象，它无需外部光源即可实现自供能发光，但面临发光强度低、自恢复性不足的瓶颈。当前优化策略多基于特定材料的经验性试错，缺乏普适理论模型，难以精准建立缺陷结构与性能的构效关系。因此，发展普适可靠的ML性能优化策略仍是关键科学挑战。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室甘久林研究员团队，基于创新的“自还原”策略，在经典力致发光材料CaZnOS中实现ML强度提升4倍的显著效果。该策略成功拓展至全系列稀土离子掺杂体系，展现出优异的普适性。这一研究工作为高性能ML材料的定向设计提供了一条新路径。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202511643

陈东丹副教授团队：基于力致发光材料的柔性光纤应力/温度双模传感

力致发光（ML）材料和上转换发光（UCL）材料在智能皮肤、应力传感及光学测温等领域展现出巨大潜力。在众多基质中，CaZnOS 凭借多阳离子位点及优异的激活剂相容性，成为实现多模态调谐发光的理想半导体材料。然而，能源材料的研究不能仅局限于单一功能的优化。现有的双传感研究多面临发光波段重合、多物理参数解耦复杂等挑战，且功能单一的材料难以满足应用场景复杂化和信息传递精确化的要求。因此，开发高性能多功能化荧光材料势在必行。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室陈东丹副教授团队提出了一种基于经典基质CaZnOS的镧系/镧系（Nd³⁺/Er³⁺）激活剂组合策略，开发出一种能够同时表现对应力和温度敏感的新型智能发光材料。有望拓展其在应力和温度双模态传感中的潜在应用。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202505094

甘久林研究员团队：协同优化铬离子局域配位态实现自供能近红外力致发光

力致发光（ML）是一种将机械能直接转换为光能的物理现象，作为“力-光转换”材料，其机理复杂但应用前景广阔。近红外发光自供能ML材料，在生物成像、传感及人机交互等下一代生物医学领域展现出重要潜力。然而，由于对其发光机制的认识尚不充分，目前近红外ML材料在发光效率与循环稳定性方面仍难以满足实际应用需求。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的甘久林研究员团队通过调控MgO基质中Cr3+离子的局部配位环境，成功实现了具备高循环稳定性（>10000次）且光谱可调（650-1000 nm）的近红外力致发光。基于此，团队进一步开发了多层明场传感与成像的验证系统，为高精度、交互式近红外触觉感知提供了创新技术路径。

原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202518364

前沿交叉

甘久林研究员团队：面向活体手术：液晶弹性体光纤驱动器实现内窥导航和激光消融治疗

液晶弹性体（LCE）作为一种备受关注的新型智能材料，在光热驱动模式下展现出非接触操控、高时空精度及抗电磁干扰等独特优势，尤其适用于生物医学领域。然而，该技术的临床转化仍面临两大关键挑战：一是传统LCE的相变温度多高于80°C，存在组织热损伤风险；二是依赖自由空间光路的驱动方式在人体内部等封闭环境中难以有效实施。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的甘久林研究员团队利用低温相变的光热响应LCE光纤，实现生理温区适配、生物组织内的安全驱动。该LCE光纤首次应用同轴挤出技术获得芯-包结构，实现了超低光学损耗、大驱动应变的同时保持生物适应的低表面温度。结合标准医用内窥镜部件，利用LCE光纤的可逆致动性能，可为内窥镜提供转动弯曲的动力，实现了大鼠和兔子活体体内的肠道内窥导航和激光消融治疗，极大地拓展柔性致动器在生物医疗领域的应用。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202516047

甘久林研究员团队：液晶弹性体人工肌肉光纤实现多模态驱动与精确操控

光驱动人工肌肉响应外界刺激并产生可控形变与运动，具备非接触控制、响应快速以及抗电磁干扰等优势。然而，当前光驱动人工肌肉仍依赖外部空间光进行侧面照射，在实际操作中往往需要光源随动定位，导致光照分布不均、系统稳定性不足，尤其在封闭或狭窄空间内失效，严重制约了其驱动的可靠性与精准度。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的甘久林研究员团队利用基于液晶弹性体的柔性致动光纤，实现了将光传输与光驱动集成于同一根光纤器件上，使之同时具有高驱动应变、低传光损耗和大运动范围。通过集成多根致动光纤得到具有多模态运动的仿生机械臂，实现多向弯曲、可控收缩与大幅度扭转等运动状态，突破了光驱动人工肌肉运动场景的限制，有望拓展柔性致动器、仿生机器人和生物医疗领域的应用。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202505776

李志远教授团队：库仑力驱动 “分子-热点”自发配对赋能单分子拉曼光谱检测

单分子层面的分子探测与识别是分子科学、化学分析和生物医学领域长期追求的目标。由于拉曼散射本征截面极小，传统拉曼光谱难以实现单分子灵敏度。尽管表面增强拉曼散射技术（SERS）在一定程度上提升了信号强度，但热点分布随机、分子进入热点概率低以及荧光背景干扰等问题，严重制约了其在真实复杂体系中实现稳定、可重复的单分子检测与识别能力。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室李志远教授团队，提出并实现了一种基于库仑吸引力驱动“分子-热点”自发配对机制的电磁-化学协同增强新型单分子表面增强拉曼光谱（SM-SERS）策略，实现了对多种分子的单个可视、逐个计数、精准鉴别，有望拓展拉曼光谱在分子科学、新材料、医学、药学、农学等领域前沿应用。

原文链接：https://doi.org/10.29026/oea.2025.240309   https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c03057 

仪器设备

脉冲/瞬态电子自旋共振仪

 脉冲/瞬态电子自旋共振仪广泛应用于化学、材料、生物、量子信息等领域，用于分析生物/化学分子的结构、配位环境分析、蛋白质/RNA/DNA结构解析和快速动力学过程研究，也用于量子计算研究，测量自旋弛豫时间测量、零场分裂的测量、高自旋态等。

境内外来访参观与学术交流

●12月2日，大湾区科创科普考察研讨班一行来发光材料与器件全国重点验室参观调研。

●12月4日，常州市组织部副部长、市委人才办主任吴寅一行来发光材料与器件全国重点验室参观调研。

●12月16日，陕西高校技术转移中心研修班一行来发光材料与器件全国重点验室参观调研。

●12月15日，西湖大学刘志常教授，在全重501学术报告厅作“分子张力工程”学术报告。

●12月11日，美国南佐治亚大学王笑军教授，在全重301中心会议室作“Unlockingthe Potential of Up-Conversion Charging for Information  Storage inPhosphors”学术报告。

●12月16日，法国索邦大学André-JeanAttias 教授，在全重501学术报告厅，作“Necessaryand sufficient condition for efficient organic room-temperature phosphorescencefrom host-guest doped crystalline systems”“2D host–guest supramolecularchemistry for an on-monolayer graphene emitting platform”系列学术报告。

●1月5日，德国于利希研究中心彭子键博士，在全重402会议室作“高通量手段加速钙钛矿太阳能电池的老化研究：从能量损失到失效机理”学术报告。

●12月30日，华南师范大学樊贞研究员在光电楼211会议室作“面向类脑计算的铁电突触和压电神经元”学术报告。