近期，中国计量大学光电材料与器件研究院与香港理工大学应用物理学系开展合作，在二维光电子材料与器件研究方向取得新进展。我校硕士研究生刘源在白功勋教授和徐时清教授共同指导下，撰写了题为“Ultrabroadband Tuning and Fine Structure of Emission Spectra in Lanthanide Er-Doped ZnSe Nanosheets for Display and Temperature Sensing”（镧系铒掺杂硒化锌纳米片的超宽带光子发射调控与精细光谱结构解析，及其显示与温度传感应用）的研究论文，在工程技术-材料科学综合期刊ACS Nano （美国化学会纳米）上在线发表。ACS Nano是中科院SCI工程技术1区期刊，是JCR多个学科的Q1期刊。Cite Score统计，大类Engineering，小类General Engineering，排名1/299。

      二维材料具备独特的物理和化学特性，有助于制备原子级超薄的光电子器件，近年来在全球引起广泛的研究兴趣。在光学性能调控及传感检测方面，二维材料也具有很大的研究及应用潜力。然而二维材料的多彩发光和可控制备依然是研究难题。该团队通过选择宽禁带半导体ZnSe，采用固相烧结加液相剥离法，制备出多彩发光的掺稀土二维纳米片，实现了超大光谱范围的光子发射调控，解析了光谱精细结构。所制备的掺Er硒化铟纳米片物理和化学性质稳定，具有明显的丁达尔效应，且发光性能优良。在近红外光的激发下，所制备的二维纳米片同时实现了上转换与下转换发光，发光范围覆盖紫外-可见-近红外三个区域。通过研究超低温（4K）精细发光光谱，观测到了在二维尺度下的铒离子丰富的次能级跃迁发射。将发光性能优异的纳米片与机械性能优异的光学硅胶PDMS结合，制备出柔性可拉伸的复合材料薄膜器件，可以抵抗液氮温度的处理。随着温度的变化，所制备的器件呈现出从绿色到红色的颜色变化，具有丰富的显示特性。另外，通过构建铒离子的两个次能级跃迁强度比与温度变化的关系，所制备器件展现出了优异的温度传感特性。本工作系统地研究了二维材料的超宽光谱范围的光子发射调控及精细电子能级结构，对于基础物理光学研究及传感检测应用具有重要的价值与意义。

      相关工作得到了国家自然科学基金青年项目（61705214），浙江两化融合联合基金重点支持项目（U1909211）和浙江省自然科学基金重大项目（LD18F050001）的资助。

论文链接：https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c07547