【人物專訪】南京工業大學專訪陳峰老師：揭秘鈣鈦礦領域的創新突破

2024-12-12 14:45:12 73閱讀次數

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文丨張麗文

編輯丨瑞秋

發布丨先鋒科技

近期，北京卓立漢光儀器有限公司董磊副總經理攜團隊前往南京工業大學專訪陳峰老師，陳峰老師在鈣鈦礦、鈣鈦礦-PVDF復合膜等新材料研究領域均取得豐富的科研成果。今天，讓我們一起走進陳老師實驗室，了解團隊研究工作以及在鈣鈦礦領域取得的突破性進展。

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現場采訪視頻

研究成果展示：創新技術穩定鈣鈦礦材料

陳峰老師于2019年加入南京工業大學，2021年開始研究生招生，為團隊注入了新鮮血液。團隊主要聚焦于鈣鈦礦發光與激光領域，專注于鈣鈦礦材料的合成，以及其核心性能表征。為了提升研究效率與準確性，團隊還特意引進了卓立漢光的熒光光譜儀，為材料性能的全面表征提供了強有力的技術支持。

研究小組的工作可以劃分為兩大核心板塊：一是鈣鈦礦納米晶薄膜的研究，二是鈣鈦礦單晶光電特性的探索。在鈣鈦礦單晶激光，特別是微腔激光方面，他們已取得了初步但令人矚目的研究成果。面對鈣鈦礦材料普遍存在的穩定性、環境適應性及毒性挑戰，研究團隊勇于創新，開發出一種獨特的溶解溶脹方法。這種方法不僅能夠將鈣鈦礦納米晶巧妙地嵌入防水薄膜中，調控其發光性能，更關鍵的是，它有效地穩定了鈣鈦礦結構，并實現了鉛的固定化，從而從根本上解決了材料的毒性和穩定性問題。此外，他們所選擇的薄膜材料還展現出壓電、鐵電等獨特的物理特性，為未來的研究開辟了新的方向和廣闊的空間。在單晶制備方面，研究小組采用傳統方法，并在研究初期就充分使用光譜表征，目前該方向的研究也已取得了顯著的進展。

鈣鈦礦與PVDF膜協同研究：探索光增益與結構創新

課題組目前專攻兩大材料——鈣鈦礦與PVDF膜，鈣鈦礦以其強大的光增益能力、可調諧的光譜特性，以及覆蓋紫外至紅外的寬廣波段，成為研究中的亮點。而PVDF膜材料，則因其豐富的相結構及多樣的結構調整可能性，展現出廣泛的應用潛力。兩者間存在微妙的相互促進關系：PVDF膜的結構調整能夠影響鈣鈦礦的排列與性能，反之，鈣鈦礦的填充也賦予PVDF膜新的特性與功能。

基于這兩者的獨特優勢，未來有多個潛在發展方向。首先，鑒于膜材料的高發光效率，其在顯示技術領域的應用前景廣闊，如鈣鈦礦基LCD或LED的開發。其次，利用其在特定光波長下的獨特發光特性，可開發高安全性的防偽材料。再者，若解決導電性問題，此類膜材料有望成為柔性光電子器件的理想選擇，其優異的柔韌性為創新設計提供了無限可能。

然而，當前研究面臨的主要挑戰在于如何實現薄膜生長的精準控制、發光性能的優化以及結構穩定性的提升。為此，研究團隊計劃進一步深化基礎研究，同時探索LED、偏振調控等前沿應用方向，以充分挖掘這兩種材料的巨大潛力。

另一方面，關于微腔激光器的研究也在同步推進。針對穩定性這一核心難題，團隊不僅專注于鈣鈦礦激光的性能優化，還積極探索光泵浦激光發射的新路徑，旨在實現低閾值激發，提高光效率，并減少對材料的損害。盡管外部條件如氮氣保護能在一定程度上輔助提升穩定性，但根本性的解決方案仍需進一步探索。在微腔設計上，團隊創新性地引入了Pb(OH)Br殼層結構，旨在實現防水的同時，確保鈣鈦礦單晶的固有的光電特性。此外，微腔表面平整度問題直接關系到光的吸收、發射與損耗。因此，開發兼具防水性能與優異表面平整度的鈣鈦礦微腔結構，成為團隊的重要研究方向。

展望未來，激光器應用前景廣闊。從光泵浦向電泵浦的過渡，將推動小型化激光器的研發，提升其實用價值。同時，利用激光對環境折射率變化的極高敏感性，可開發高精度的氣體或液體傳感器，為環境監測與工業檢測等領域帶來革命性變化。激光的窄線寬特性，使其對環境變化的響應更為敏銳，為傳感技術的發展提供了強大支持。

國產儀器的發展現狀與期待

關于國產儀器近來年的發展，陳老師表示近年來國產設備在多個領域，尤其是高精度設備方面，取得了顯著進步，光譜儀作為其中的重要代表，其發展水平已日益接近國際先進水平。目前，國產光譜儀與原先進口的設備相比，測試結果已幾乎相當。若能在穩定性上再進一步優化，將達到更加完美的狀態。

卓立漢光25周年祝福與期待

陳峰老師作為卓立漢光產品的多年使用者，對產品表示充分認可，并表達了對卓立漢光25周年的祝福，“祝卓立漢光二十五周年大吉，希望卓立漢光的所有的產品能夠比肩國際一流水平，甚至是引領國際”。卓立漢光必將不負陳老師及科研工作者所望，爭取在國際舞臺大放異彩。

總結

陳峰老師在鈣鈦礦發光與激光領域實現了突破性進展，實現了鈣鈦礦材料的高穩定性,并實現了其在防水薄膜中的高效嵌入與發光性能調控。此外，鈣鈦礦與PVDF膜的協同研究，為顯示技術、防偽材料及柔性光電子器件等領域帶來了新機遇。祝陳峰老師的研究團隊繼續探索LED、偏振調控等前沿應用，推動鈣鈦礦及PVDF膜材料的深遠發展。

人物介紹

陳峰，南京工業大學物理系副教授，碩士生導師，物理系副主任。博士畢業于東南大學物理學院，主要從事金屬/合金納米材料合成、微/納半導體材料制備、激光微腔與光電功能器件設計。包括金、銀及金銀合金納米粒子的合成與光學性質: 鈣礦/氧化鋅微納結構的制備、發光特性、激光模式調控、光電探測與傳感等。在Applied Physics Letters, Cryst.Growth Des., J. Mater. Chem. C, ACS Appl. Mater. Interfaces, Optics Communications，Nano Energy等期刊發表學,術論文40余篇，其中第一作者/共同第一作者，通訊作者15篇。現任職南京工業大學數理學院，主講《大學物理》、《數學物理方法》等課程。

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