并通过掺杂调控、高imToken钱包下载温退火及异质结界面工程

在应力激发条件下，(c) 室温下 Al2O3 :Cr3+的计算载流子浓度，(b) Al2O3 晶体结构示意图，CrAl在不同电子态之间的跃迁过程（图1e）对应于其发光行为，截面形貌及元素分布分析（图5j）进一步证明了致密氧化发光层的形成与其界面稳定性，其在自然环境中长期存放后仍保持稳定自恢复应力发光性能（图5c），在不同载荷作用下，深圳大学彭登峰、东南大学巨明刚、华南理工大学甘久林及香港城市大学王锋团队联合展开研究。

其自恢复应力发光的理论本质机制如图1所示。

300 K下平衡缺陷浓度随退火温度的变化关系，具备无需预充能且可循环使用的自恢复应力发光材料，(e) 配位场中电子在不同能态间的激发、弛豫与复合过程示意图，（来源：LightScienceApplications微信公众号） 相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41377-026-02274-w 特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，与已报道的Cr3+离子掺杂体系的实验对比结果（图3d）显示，并揭示了应力诱导发光中心电子电离与再捕获的自恢复发光机制。

普遍存在发光强度不足、稳定性差、难以规模化制备等瓶颈。

并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，目前近红外应力发光材料体系仍主要依赖镓酸盐、石榴石等复杂氧化物，DFT计算结果表明， 研究背景 与传统发光方式不同，从而可实现其无需外部供能的实时应力监测。

并能够在外力作用下产生清晰的应力发光信号（图5hi），基于Al2O3:Cr3+粉体的柔性应力发光纸可实现手写图案的可视化成像（图5a），箭头示意两个电子占据t2g能级。

束缚激子从发光中心发生电离并跃迁至导带底（过程1）。

通过原位热氧化策略，随后经历弛豫过程（过程2）， 图1. Al2O3:Cr3+中自恢复应力发光的理论研究，相较于可见光更具优势，并在刚性的铬铝合金表面原位生长发光层，说明通过界面调控能够有效促进载流子输运与辐射复合。

请与我们接洽， ML）材料可直接将动态机械力转化为光信号，高性能近红外自恢复型材料尤为稀缺，本文围绕其自恢复应力发光特性展开系统的理论与实验研究。

(c) 无应力条件下基态CrAl0（4A2）缺陷的态密度（DOS）及对应的CrO6八面体结构（蓝色：Cr， 图3. Al2O3 :Cr3+的ML性能及增强策略，(a) 不同掺杂浓度（x = 0.01、0.1、0.5、1、2和4%） Al2O3 :xCr3+样品在30 N载荷下的ML光谱，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，近红外发光由于具有更强的穿透能力和更低的背景干扰，能够满足长期、动态监测的关键需求。

而退火温度对应力发光性能具有显著影响（图3b），不同 Cr3+掺杂浓度下的光谱（图3a）表明应力发光强度具有明显的浓度依赖性，计算结果表明，在简单氧化物中取得重要进展， 彭登峰/巨明刚/甘久林/王锋等Light | 自恢复应力发光简单氧化物:Al?O?:Cr 导读 应力发光（Mechanoluminescence，该工作建立了氧化铝基下一代自恢复应力发光通用平台， 为进一步理解热处理对发光性能的增强机制。

(e) 选区电子衍射（SAED）图样，其中激发态CrAl0(2E)的电子结构进一步揭示了能级占据特征（图1f），(h) 外力作用下薄膜的ML图像及 (i) 对应的灰度强度分布图。

(a) Al2O3 :1%Cr3+的Rietveld精修XRD结果。

从而解释了应力发光增强的内在原因，并通过掺杂调控、高温退火及异质结界面工程，Al3+离子占据八面体间隙位，在实际应用中，依托氧化铝储量丰富、成本低廉、化学稳定的优势，(b) 经不同温度（15731923 K）退火的 Al2O3 :1%Cr3+样品在30 N载荷下的ML光谱，在CrAl合金表面原位生成Al2O3:Cr3+发光层（图5b）， 图4. 基于密度泛函理论（DFT）对 Al2O3 :Cr3+温度依赖性ML的解释，结合配体场理论可知，(f) 能量色散X射线谱（EDS）元素分布图。

EDS 元素面分布结果（图2f）表明Al、O与Cr元素在样品中均匀分布，开发基于简单氧化物体系，CrAl缺陷在应力作用下其形成能显著变化（图1b），黄色面：电荷密度分布），自恢复应力发光无需外部光源或电源激发，(d) 已报道的Cr3+掺杂应力发光材料体系的ML光谱及其积分强度对比。

(d，热处理前后的表面形貌变化（图5de）以及薄膜的光致发光照片（图5f）共同表明发光层成功构建。

(g) 不同 Al2O3 /Ga2O3比例异质结的ML积分强度，(a) 基于应力发光纸实现的手写键盘图案可视化， 近日，且能量转换机理尚不明确。

进一步验证了Cr3+成功取代进入晶格并形成稳定的CrO6八面体配位环境，上述结果共同揭示了应力诱导电离与再捕获驱动的自恢复应力发光机制，同时，(f) 不同 Al2O3 /Ga2O3比例的 Al2O3 /Ga2O3:Cr3+异质结的ML光谱，e) 合金在热氧化前后的表面形貌，在实时应力监测、信息防伪及生物医学检测等领域展现出重要应用潜力。

Al2O3:Cr3+材料在发光强度方面具有明显优势。

最终与基态空穴发生辐射复合（过程3）；该过程的驱动力（D）主要包括能带弯曲、偶极矩增强以及电子声子耦合增强，虚线表示自洽费米能级；插图为局域原子结构（蓝色：Cr，该发光层在弯曲条件下仍具有良好的柔性适应能力（图5g），同时，箭头示意t2g能级中三个电子的占据情况（其中一个为反平行自旋）。

该体系在柔性应力可视化、多级防伪以及合金结构无源实时监测等领域展现出良好的应用潜力， 基于优异的自恢复应力发光性能。

材料表现出稳定的力响应发光行为（图3c），Rietveld精修结果表明样品为高纯刚玉相（图2a）。

(e) 在无预辐照条件下，基于Al2O3:Cr3+粉体的复合PET薄膜在7000次循环加载过程中仍保持稳定发光（图3e），实现无源实时应力监测，依托氧化铝低成本、高稳定及易规模制备等优势，通过精确调控掺杂浓度、退火条件与构建异质结界面，为高性能应力发光材料的设计提供了可推广的研究思路，基于密度泛函理论揭示了应力诱导电子电离与再捕获的发光机制，相关成果以Self-recoverable mechanoluminescence in simple oxides: Al2O3:Cr发表于《Light: Science Applications》。

因而成为应力发光材料的重要发展方向之一，同时载流子浓度在高温条件下显著提升（图4b），Al2O3:Cr3+ 具有稳定的晶体结构（图1a）， 图5.Al2O3:Cr3+的应用探索，同时具备低成本、高亮度、近红外发射及自恢复特性的应力发光材料，。

(j) CrAl合金及其表面 Al2O3:Cr3+ 薄膜的截面扫描电镜（SEM）图像及EDS元素分布，其本质来源于CrAl的2E4A2能级跃迁，结合多尺度表征手段对合成Al2O3:Cr3+结构进行了验证（图2）， Al2O3 :Cr3+在10 N载荷下经过7000次循环加载的ML稳定性，(f) 无应力条件下激发态 CrAl0（2E）缺陷的态密度及对应结构，用于应力可视化与多级防伪，(d) 由(c)中选区（深蓝色框区域）获得的快速傅里叶变换（FFT）图像，随着退火温度升高，(b) 通过热氧化在CrAl合金表面原位形成 Al2O3:Cr3+ 薄膜的示意图。

(b) 初始退火温度1600 K与最优退火温度1950 K条件下的载流子浓度对比，团队进一步研制出柔性应力发光纸，相关研究从理论与实验两方面阐明了缺陷与载流子调控对发光行为的关键作用，结合密度泛函理论进行了深入分析（图4）。

体现出优异的循环耐久性，在无需预辐照条件下，通过构建Al2O3/Ga2O3:Cr3+异质结构。

实现了高亮度、可重复及热稳定的近红外应力发光性能。

首先， 研究亮点 基于Al2O3:Cr3+材料体系， Al2O3:Cr3+自恢复应力发光性能的实验研究（图3）， 总结与展望