应力发光材料及其光-机-电转换多功能效应研究

揭示了介质类材料应力发光机理和光-机-电转换机理，在Pr掺杂BaTiO3-CaTiO3陶瓷中实现了高性能光－机－电转换多功能效应。加外场时，在铁电/介电晶粒的界面处将产生电荷积累，进而产生热电子发射（内肖特基发射），撞击发光中心产生电致发光。而应力发光则是一种间接的电致发光，在外力作用下，由于压电效应在铁电晶粒表面产生电荷，即在铁电/介电晶粒的界面处产生电荷积累，进而产生电致发光。在55 kV/cm电场下，电致应变S=0.48%，压电系数d33=323 pC/N。对制备的应力发光样品（25mm圆柱体）施以1000N的力，可以观察到较强的红色应力发光。对制备在ITO玻璃上的膜状电致发光样品施以20kV/cm，60Hz的交变电场，观察到较强的红色电致发光。研究了电极化对Pr掺杂BaTiO3-CaTiO3陶瓷发光特性的影响，极化样品的发光强度有明显的增加， 在Ba1-xCaxTiO3 (x=0.7)极化样品中增加了1倍，分析了其增强机理。在铋层状和钙钛矿铁电陶瓷中开发出系列蓝光激发发红光的陶瓷材料，在复合铋层状铁电陶瓷中开发出色谱可调的上转换发光材料，测量了其上转换发光强度随温度的变化，表现出良好的温度变化特性。利用应力发光材料测量了不规则形状部件的应力分布，其发光灰度图清晰，反映了部件的应力分布。. 作为大会主席，主持、举办了第二届应力发光材料与结构诊断国际会议。授权专利6项，申请专利4项；发表相关论文15篇，均为SCI源刊论文；国际会议分会特邀报告4次。培养博士生4名，培养硕士生3名。