本技术公开了一种具有多模式发光的自激活长余辉材料、制备方法与应用,实现荧光粉多模式发光性能的有效调控,可应用于信息的加密和防伪等领域。本发明基于富含缺陷的基质CaGa<subgt;4</subgt;O<subgt;7</subgt;,通过简单的Pb<supgt;2+</supgt;掺杂取代Ca<supgt;2+</supgt;调控基质中的缺陷态浓度和深度,实现Ca<subgt;1‑x</subgt;Ga<subgt;4</subgt;O<subgt;7</subgt;:xPb<supgt;2+</supgt;荧光粉余辉强度和衰减时间、光致变色程度以及激发时间依赖荧光等多模式光学特性的有效调控,通过多模式光学特性的结合克服传统加密和防伪技术模式单一的问题,使其在信息加密和防伪等领域具有大的应用价值。
背景技术
随着社会经济和科学技术的快速发展,假冒伪劣商品的出现不仅严重扰乱了市场的秩序,而且严重损害了企业的形象以及消费者的利益。因此,为了解决全球长期存在的防伪问题,开发先进的防伪手段迫在眉睫。研究者们先后开发出了以稀土元素掺杂无机荧光粉、有机小分子、量子点、金属有机框架为基础的荧光信息防伪加密技术。其中,由于无机荧光粉材料优异的光学性能(发光颜色丰富、发射峰窄、高亮度等)使其在防伪领域发挥着至关重要的作用。遗憾的是,这些荧光材料在防伪应用时大都为单模式的信息解码,即在固定的激发下,其发射颜色保持不变,所以它们的防伪水平很大程度上取决于刺激模式或发射类型的稀缺性。然而,随着这些技术曝光时间的增加,具有相似性能的材料不断被开发出来,被仿冒的风险也急剧增加。
针对上述的问题,传统的单模式发光材料正在升级为动态多模式的单组分发光材料,实现了在空间和时间维度上的高水平防伪。例如,东北大学的徐燕教授在自激活基质MgGa2
O4
中引入Bi3+
,通过缺陷深度工程实现绿色或近红外向蓝白色发光的动态转变,成功应用于防伪和信息加密。大连海事大学的陈宝玖教授制备了Cr3+
掺杂Zn3
Ga2
Ge2
O10
自激活长余辉材料,掺杂的Cr3+
不仅实现了可见光从绿色、浅粉色到深红色的调谐,还使余辉颜色从黄色转变了红色,成功绘制了智能手机识别的防伪方案。因此,动态多模式发光可以将保密的信息隐藏在同一组标签中,例如实时变化的图案,多色的防伪二维码和动态的数字码等,这种防伪方式具有极高的安全性和灵活性,具有广阔的应用前景。然而,目前关于自激活长余辉材料以及发光性能调控的报道相对较少。
实现思路