近期,北京卓立漢光儀器有限公司董磊副總經理攜團隊前往南京工業(yè)大學專訪陳峰老師,陳峰老師在鈣鈦礦、鈣鈦礦-PVDF復合膜等新材料研究領域均取得豐富的科研成果。今天,讓我們一起走進陳老師實驗室,了解團隊研究工作以及在鈣鈦礦領域取得的突破性進展。
研究成果展示:創(chuàng)新技術穩(wěn)定鈣鈦礦材料
陳峰老師于2019年加入南京工業(yè)大學,2021年開始研究生招生,為團隊注入了新鮮血液。團隊主要聚焦于鈣鈦礦發(fā)光與激光領域,專注于鈣鈦礦材料的合成,以及其核心性能表征。為了提升研究效率與準確性,團隊還特意引進了卓立漢光的熒光光譜儀,為材料性能的全面表征提供了強有力的技術支持。
研究小組的工作可以劃分為兩大核心板塊:一是鈣鈦礦納米晶薄膜的研究,二是鈣鈦礦單晶光電特性的探索。在鈣鈦礦單晶激光,特別是微腔激光方面,他們已取得了初步但令人矚目的研究成果。面對鈣鈦礦材料普遍存在的穩(wěn)定性、環(huán)境適應性及毒性挑戰(zhàn),研究團隊勇于創(chuàng)新,開發(fā)出一種*特的溶解溶脹方法。這種方法不僅能夠將鈣鈦礦納米晶巧妙地嵌入防水薄膜中,調控其發(fā)光性能,更關鍵的是,它有效地穩(wěn)定了鈣鈦礦結構,并實現了鉛的固定化,從而從根本上解決了材料的毒性和穩(wěn)定性問題。此外,他們所選擇的薄膜材料還展現出壓電、鐵電等*特的物理特性,為未來的研究開辟了新的方向和廣闊的空間。在單晶制備方面,研究小組采用傳統(tǒng)方法,并在研究初期就充分使用光譜表征,目前該方向的研究也已取得了顯著的進展。
鈣鈦礦與PVDF膜協(xié)同研究:探索光增益與結構創(chuàng)新
課題組目前專攻兩大材料——鈣鈦礦與PVDF膜,鈣鈦礦以其強大的光增益能力、可調諧的光譜特性,以及覆蓋紫外至紅外的寬廣波段,成為研究中的亮點。而PVDF膜材料,則因其豐富的相結構及多樣的結構調整可能性,展現出廣泛的應用潛力。兩者間存在微妙的相互促進關系:PVDF膜的結構調整能夠影響鈣鈦礦的排列與性能,反之,鈣鈦礦的填充也賦予PVDF膜新的特性與功能。
基于這兩者的*特優(yōu)勢,未來有多個潛在發(fā)展方向。首先,鑒于膜材料的高發(fā)光效率,其在顯示技術領域的應用前景廣闊,如鈣鈦礦基LCD或LED的開發(fā)。其次,利用其在特定光波長下的*特發(fā)光特性,可開發(fā)高安全性的防偽材料。再者,若解決導電性問題,此類膜材料有望成為柔性光電子器件的理想選擇,其優(yōu)異的柔韌性為創(chuàng)新設計提供了無限可能。
然而,當前研究面臨的主要挑戰(zhàn)在于如何實現薄膜生長的精準控制、發(fā)光性能的優(yōu)化以及結構穩(wěn)定性的提升。為此,研究團隊計劃進一步深化基礎研究,同時探索LED、偏振調控等前沿應用方向,以充分挖掘這兩種材料的巨大潛力。
另一方面,關于微腔激光器的研究也在同步推進。針對穩(wěn)定性這一核心難題,團隊不僅專注于鈣鈦礦激光的性能優(yōu)化,還積極探索光泵浦激光發(fā)射的新路徑,旨在實現低閾值激發(fā),提高光效率,并減少對材料的損害。盡管外部條件如氮氣保護能在一定程度上輔助提升穩(wěn)定性,但根本性的解決方案仍需進一步探索。在微腔設計上,團隊創(chuàng)新性地引入了Pb(OH)Br殼層結構,旨在實現防水的同時,確保鈣鈦礦單晶的固有的光電特性。此外,微腔表面平整度問題直接關系到光的吸收、發(fā)射與損耗。因此,開發(fā)兼具防水性能與優(yōu)異表面平整度的鈣鈦礦微腔結構,成為團隊的重要研究方向。
展望未來,激光器應用前景廣闊。從光泵浦向電泵浦的過渡,將推動小型化激光器的研發(fā),提升其實用價值。同時,利用激光對環(huán)境折射率變化的*高敏感性,可開發(fā)高精度的氣體或液體傳感器,為環(huán)境監(jiān)測與工業(yè)檢測等領域帶來革*性變化。激光的窄線寬特性,使其對環(huán)境變化的響應更為敏銳,為傳感技術的發(fā)展提供了強大支持。
國產儀器的發(fā)展現狀與期待
關于國產儀器近來年的發(fā)展,陳老師表示近年來國產設備在多個領域,尤其是高精度設備方面,取得了顯著進步,光譜儀作為其中的重要代表,其發(fā)展水平已日益接近國*先進水平。目前,國產光譜儀與原先進口的設備相比,測試結果已幾乎相當。若能在穩(wěn)定性上再進一步優(yōu)化,將達到更加完*的狀態(tài)。
寄語卓立漢光25周年
陳峰老師作為卓立漢光產品的多年使用者,對產品表示充分認可,并表達了對卓立漢光25周年的祝福,“祝卓立漢光二十五周年大吉,希望卓立漢光的所有的產品能夠比*國際*流水平,甚至是*領國際"。卓立漢光必將不負陳老師及科研工作者所望,爭取在國際舞臺大放異彩。
總結
陳峰老師在鈣鈦礦發(fā)光與激光領域實現了突破性進展,實現了鈣鈦礦材料的高穩(wěn)定性,并實現了其在防水薄膜中的高效嵌入與發(fā)光性能調控。此外,鈣鈦礦與PVDF膜的協(xié)同研究,為顯示技術、防偽材料及柔性光電子器件等領域帶來了新機遇。祝陳峰老師的研究團隊繼續(xù)探索LED、偏振調控等前沿應用,推動鈣鈦礦及PVDF膜材料的深遠發(fā)展。
人物介紹
陳峰,南京工業(yè)大學物理系副教授,碩士生導師,物理系副主任。博士畢業(yè)于東南大學物理學院,主要從事金屬/合金納米材料合成、微/納半導體材料制備、激光微腔與光電功能器件設計。包括金、銀及金銀合金納米粒子的合成與光學性質: 鈣礦/氧化鋅微納結構的制備、發(fā)光特性、激光模式調控、光電探測與傳感等。在Applied Physics Letters, Cryst.Growth Des., J. Mater. Chem. C, ACS Appl. Mater. Interfaces, Optics Communications,Nano Energy等期刊發(fā)表學,術論文40余篇,其中第一作者/共同第一作者,通訊作者15篇。現任職南京工業(yè)大學數理學院,主講《大學物理》、《數學物理方法》等課程。
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