通过可控相变工程调控ZnS:Mn/Cu位错介导的机械发光机制研究

来自国内的研究人员针对ZnS基机械发光(ML)材料机制不明的关键问题，开展了相变调控下Mn/Cu掺杂ZnS的位错介导能量传递研究。通过0-30 MPa单轴压力实现室温可逆的纤锌矿(wt-ZnS)→闪锌矿(sp-ZnS)相变，发现螺位错滑移诱导的堆垛层错可增强ZnS:Mn的ML发射而抑制其光致发光(PL)，为设计新型光电材料提供了理论依据和实践策略。

　　

在智能传感和人工智能领域大放异彩的锰/铜掺杂硫化锌(ZnS:Mn/Cu)，其神奇的自我修复型机械发光(ML)特性背后隐藏着复杂的能量传递谜团。科研团队巧妙运用"压力-退火"组合拳，首次在室温下实现了纤锌矿(wt-ZnS)与闪锌矿(sp-ZnS)结构的可控互变——就像用精密压力锅(0-30 MPa)烹饪晶体相变，再通过退火让材料"恢复出厂设置"。

高分辨电镜捕捉到精彩瞬间：单轴压力驱使晶体中的螺位错集体滑移，在wt-ZnS晶格里种下sp-ZnS的堆垛层错"种子"，这些缺陷的密度就像调光旋钮，随压力和掺杂浓度灵敏变化。光谱分析揭开更戏剧性的现象：相变过程让ZnS:Mn的机械发光(ML)亮度飙升，却给它的光致发光(PL)泼了冷水，充分展现位错在能量传递中的"双面间谍"本色。

这项研究不仅为机械发光机制提供了"位错操控"的新剧本，更开创了通过相变工程定制材料性能的导演手法，为下一代智能发光材料和光电器件的设计搭建了闪耀的舞台。