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隨著電子器件的小型化和集成化，單一功能的材料不再能滿足電子設備的小型化和一體化的發展趨勢。新型固溶體材料由于其獨特的結構特性在材料的多功能化方面顯示出巨大的潛力。尤其是Ca-Ln-Nb-M-O(Ln為鑭系元素，M=Mo或W)基材料，可根據成分設計為單相固溶體，其固溶結構有著很高的結構容忍度和優異的高溫穩定性，同時該固溶結構也使得元素分布更加均勻。然而，目前對Ca-Ln-Nb-M-O基材料研究的僅集中在單一的電性能或發光特性上，阻礙了其在多功能器件領域的應用。
為了解決這一問題，新疆理化所敏感材料與器件團隊設計出了一種集光致發光與熱敏特性于一體的多功能耦合陶瓷。通過調制Ca-Eu-Nb-Mo-O固溶成分比例被證明能夠改變白鎢礦基固溶體的晶體結構、進而引起電輸運性質以及光致發光性能的變化。結果表明，通過固溶體成分的比例進行結構調制，不僅可以有效降低電阻率來調節電性能、拓寬應用溫區；而且由于Eu3+的引入，還可以引入發光特性，所有的陶瓷都表現出強烈的紅色光致發光。該陶瓷材料表現出的光致發光和半導體特性為光-電多功能耦合陶瓷提供了新的設計思路，有望在近紫外發光二極管和高溫熱敏電阻領域應用。
相關研究成果發表在《美國陶瓷學會會志》(J. Am. Ceram. Soc.)上，中科院新疆理化技術研究所為第一完成單位，碩士研究生孫皓為第一作者，新疆理化技術研究所張博研究員和長春應用化學研究所張粟研究員為通訊作者。該研究工作得到中科院西部之光、中科院青促會等項目的資助。
文章鏈接：https://ceramics.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jace.18909
圖 Ca-Eu-Nb-Mo-O固溶體陶瓷的光致發光及電性
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