近日，国际著名顶级期刊《Advanced Science》(IF = 15.1)在线发表了宁大物理科学与技术学院陶瓷发光实验室的研究论文——“Pressure-Induced Remarkable Spectral Red-Shift in Mn²⁺-Activated NaY₉(SiO₄)₆O₂ Red-Emitting Phosphors for High-Sensitive Optical Manometry”。物理科学与技术学院研二学生曾琪峰为该论文第一作者，罗来慧教授为共同作者，杜鹏副教授为通讯作者，宁波大学为该论文第一作者与第一通讯作者单位。

近年来，稀土/过渡金属掺杂发光材料由于其独特的光学特性而被广泛应用于白光LED、光学温度传感、光催化、压力检测等领域。其中，荧光检测因其具有分辨率高、非接触、相应速度快等优势，而被大量研究。近年来，荧光压力传感因其具有非接触、响应速度快、高分辨等优势而被广泛研究，其中红宝石(Al₂O₃:Cr³⁺)作为商业化产品而备受青睐。然而，红宝石具有灵敏度低(dλ/dP = 0.365 nm/GPa)、高压荧光猝灭等缺陷，限制其进一步的使用推广。针对上述问题，星空在线,星空在线(中国)陶瓷发光实验室以Mn²⁺掺杂NaY₉(SiO₄)₆O₂红色荧光粉为研究对象，获得了具有高效率的压敏发光材料。

通过高温固相法制备了一系列Mn²⁺掺杂NaY₉(SiO₄)₆O₂红色荧光粉，以探究其在光学高压传感领域中应用的可行性。在近紫外光激发下，所制样品均能发射出Mn²⁺的特征峰，且在x = 0.08时发光最强，发光颜色为红色。另外，所制样品具有较好的热稳定性，激活能为0.275 eV。利用变压的拉曼光谱，对所制样品的相结构稳定性进行详细讨论分析，随着压力的增加，样品的拉曼峰数目没发生变化，而其位置则发生红移，表明样品在高压下具有结构的稳定性。基于变压的发射光谱，研究分析了样品的压敏传感特性。研究表明，样品的发射峰位随着压力的增强出现红移现象，且根据灵敏度的定义，发现样品的最大的绝对灵敏度为7.00 nm/GPa。此外，根据压力与发射峰半宽高(FWHM)间的关系，发现样品最大的灵敏度10.13 nm/GPa，远高于先前的报道。此外，当压力从0.75 GPa变为7.16 GPa时，样品的发光颜色仍旧肉眼可见，能够实现可视化荧光高压传感。研究结果表明Mn²⁺掺杂NaY₉(SiO₄)₆O₂红色荧光粉在荧光高压传感领域具有潜在应用前景。

图1. 高压下Mn²⁺掺杂NaY₉(SiO₄)₆O₂红色荧光粉的光学特性。

该工作得到了星空在线,星空在线(中国)和国家自然科学基金(62105166)的支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202308221