研究目的
研究低温下激光激发纳米材料中的反斯托克斯冷发光现象。
研究成果
该研究表明，在激光激发下纳米材料中会出现反斯托克斯低温发光现象，并观察到两种不同的时间依赖性。110K以下温度下的长时发光表明其在纳米光子学和光学材料领域具有潜在应用价值。需进一步研究以充分理解其内在机制并优化增强发光的条件。
研究不足
该研究的局限性在于温度范围（长发光持续时间需低于110K）及所使用的特定纳米材料。所观察到的现象（如摩擦发光和结构缺陷）背后的机制仍需进一步探究。
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 纳米材料中的反斯托克斯低温发光
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 纳米材料中的反斯托克斯低温发光
DOI：10.1109/cleoe-eqec.2019.8872748
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
研究电磁场与具有光子带隙的纳米结构材料的相互作用是纳米光子学领域发展最快的方向之一。在现代光学中，这类纳米材料被广泛应用于调控电磁辐射特性：首先利用其局部场增强效应，其次利用光子带隙特性。局部场增强的典型实例见于文献[1]，该研究通过在铜靶表面涂覆亚微米介电球涂层，使X射线产生效率提升了十倍以上。而利用光子带隙特性不仅能显著提高非线性效应效率，还能催生新型非线性现象。其中纳米材料中的反斯托克斯低温发光现象——即在激光激发下，材料在低于激发光频率的谱段发出低温可见光——就是典型例证。我们通过20纳秒红宝石激光脉冲激发多种纳米材料，在低温条件下观测到蓝绿色波段明亮且持续数秒的发光现象[2-3]。该效应的产生机制与块体材料类似，涉及摩擦发光、自由基生成及结构缺陷形成[4]。本研究发现不同性质的纳米材料存在两种时间依赖特性：短时（微秒量级）和长时（长达10-12秒）。当温度低于110K时会出现长时依赖特性。图1展示了合成蛋白石基质中反斯托克斯发光在阈值温度上下不同时间依赖特性的对比。
作者：
Anna Kudryavtseva，Aleksey Belyanin，Vladimir Borisov，Maxim Karpov，Mikhail Shevchenko，Nikolay Tcherniega，Konstantin Zemskov
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