锰离子掺杂双钙钛矿化合物CaZnGe₂O₆的高灵敏光学压强传感性能

甄珍，蔡安哲，孙博宇，张欢，陈双龙，王秋实，吕航，王月，王春杰，董恩来，李欣

物理学报, 2026, 75(3): 030806

DOI: 10.7498/aps.75.20251292

CSTR: 32037.14.aps.75.20251292

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摘要：光学测压技术是基于对荧光材料受压强影响的发光特性进行非接触式测量而实现对压强的监测，一直以来都广受欢迎。因此，开发具有高压强灵敏度、高精确性和宽压强适用范围的荧光材料成为重点。本文报道了一种Mn²⁺基辉石型结构荧光材料(CaZnGe₂O₆:0.02Mn²⁺)的光学压强传感性能。在0.33—9.49 GPa范围内，借助光谱移动和荧光强度比两种方法，此材料均体现出较高的测压灵敏度和出色的循环可重复性。随压强改变，基质内不同位点Mn²⁺的红光与绿光发射中心峰位所达到的最大绝对压强灵敏度S_a(dλ/dP)数值分别为10.47 nm/GPa和4.83 nm/GPa，是红宝石压标(Al₂O₃:Cr³⁺)的28.7和13.2倍。相较于传统的单荧光峰传感方式，这种双重荧光发射峰位移动测压法能够更有效地提高测压的精确程度和可靠程度。此外，利用选区光谱积分强度比法计算Mn²⁺基荧光材料的压强灵敏度尚属首次，得到的最大压强相对灵敏度(S_r)数值为64.28%/GPa，且在极其宽的压强范围内S_r均高于16.06%/GPa。毫无疑问，CaZnGe₂O₆:0.02Mn²⁺呈现出极为出色的光学测压性能，证明其在光学压强传感领域具备极大的应用潜力。

Eu²⁺掺杂Si₃N₄纳米线的高压荧光特性及其光学压力传感

周明晗，赵佳慧，陈双龙，王秋实，王雪娇，刘才龙

物理学报, 2026, 75(3): 030807

doi: 10.7498/aps.75.20251340

cstr: 32037.14.aps.75.20251340

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摘要：采用直流电弧等离子体直接氮化法，成功制备了Eu²⁺掺杂Si₃N₄(Si₃N₄:Eu²⁺)纳米线，并基于其发光峰位红移、半高宽展宽及色坐标变化，开发出一种新型非接触式光学压力传感器。该纳米线在紫外光激发下呈现明亮的黄色发射，中心波长约589 nm，来源于Eu²⁺离子的4f⁶5d¹→4f⁷跃迁。通过X射线衍射、能量色散光谱、扫描/透射电子显微镜及发光光谱等系统表征，表明纳米线具备良好的结晶性与发光性能。原位高压光致发光测试显示，在0—30 GPa范围内，发射带呈现显著单调红移(dλ/dP = 1.45 nm/GPa)，发射谱带宽度同步展宽(dFWHM/dP = 0.8% GPa^–1)，色坐标亦呈现规律性变化(S_r(y) = 0.78% GPa^–1)。以上光学参数均能与压力建立稳定对应关系，实现了高精度压力传感。该传感器具备高灵敏度、宽压力量程(可达30 GPa)及优异信号稳定性(23 GPa下仍保持38%初始发光强度)，在深海探测、行星内部研究与超重型建筑监测等极端环境传感中展示出重要应用前景。

综  述

压力调控的双态转换材料

陈恩，温婷，林传龙，王永刚

物理学报, 2026, 75(3): 030801

doi: 10.7498/aps.75.20251336

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摘要：双态转换材料可在两稳定状态间可逆切换，是下一代信息存储、光电器件与量子调控的核心载体。高压因其通用性与可控性，可用于调控晶体结构、晶体场与电子结构，是实现多种物理性质双态转换的有效外场手段。本文综述了利用高压技术实现材料光、电等双态转换现象的研究进展，包括压致倍频转换、发光/变色转换、绝缘体-金属相变，半导体载流子类型的n-p转换和自旋交叉的调控，并重点讨论其中的构效关系研究以及原位表征方法。此外，部分体系还可在更复杂能量势面上表现出多态转换特征，可视作双态调控的延伸，为实现多进制信息编码与高密度数据存储提供新的可能。最后针对该领域目前在低压化与器件化和相变的可逆性等方向面临的困难，提出发展金刚石对顶砧集成微纳电极、光纤耦合及片上高压腔、降低转换压力到实用范围等潜在方向，以推动双态材料在超低功耗存储与可重构光电器件中的工程化应用。

高压对力致发光的调控：总结与展望

赵婷婷，李梅，彭赏，赵博浩，冯琦，陈彦龙，袁骏，韩莹雪，安娇，王毫，蒋升，林传龙

物理学报, 2026, 75(3): 030802

doi: 10.7498/aps.75.20251312

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摘要：力致发光(mechanoluminescence，ML)是一种在机械刺激下可直接发光的现象。因其具备高空间选择性、快速响应及多模式发光协同等特性，在结构健康监测、智能传感与光学防伪等领域展现出巨大的应用潜力。然而，该领域仍面临机理尚不明确、性能优异的可应用材料数量有限，以及测试标准尚未建立等挑战。近年来，高压科学技术(尤其是动态加载技术)的持续突破与创新，为ML研究提供了新的探索途径。在GPa级高压条件下，通过调控ML材料的原子间距、电子轨道和晶体结构，不仅实现了对其发光强度与颜色的高效调控，还成功捕获到从微秒到秒量级的发光动力学演化过程，为揭示ML微观机制提供了关键实验数据支撑。本文概述了高压技术在ML材料性能优化与机理研究方面的应用进展，总结了其在提高发射强度、调控发光光谱、揭示动态过程等方面的成果，并对未来高压力致发光研究的发展方向与挑战进行展望。

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