发光纳米粒子助三维立体显示

近日，南京工业大学、南京邮电大学和新加坡国立大学的一组研究人员在国际顶级学术期刊--《自然—纳米技术》（Nature Nanotechnology）最新一期上发表论文，介绍他们开创性地设计并制备出的一种全色显示纳米材料，有别于传统材料的发光行为，可在不同红外激光脉冲的激发下，发出颜色连续可调的全色域可见光，表现出发光颜色的刺激响应性。专家认为，这种新型纳米材料在红外光激发下罕见的能量上转换“全色”发光现象，及其超凡的纳米级像素空间极限分辨率，拉开了三维真实立体显示的序幕。

    该项研究的另一位负责人，新加坡材料研究院高级研究员刘小钢教授指出，这种“全色”发光的透明纳米材料是将多种稀土离子以核壳结构的形式巧妙设计以精确调控它们之间的相互作用，采用两种离子分别吸收980nm和808nm的近红外光，并将能量传递给其它稀土离子，处于内层的离子获得能量后发射蓝光，外层的离子发射红光或绿光；为促进红光发射，采用了敏化技术；为阻止发光离子之间激发能量的交叉弛豫，在蓝光和红/绿光发射层之间嵌入夹层；此外，还要在最外层包裹一层保护层，借以降低表面猝灭提高发光效率；整个核壳结构的平均尺寸仅为30-40nm。他们通过理论模拟表明，这类材料表现出的特殊光学性质受非平衡态下的光子转移、能量传递和上转换过程等控制，是一类新型发光材料。

    参与项目研究的新加坡国立大学电子与计算工程系洪明辉教授表示，该新型发光颜色刺激响应的能量上转换纳米材料，在生物检测和防伪，特别是货币和文件防伪等方面，同样具有良好的应用前景，将对人们的日常工作和生活产生深远的影响。