Near-infrared luminescence phosphors are key material basis to potential applications for light sources and optoelectronic devices. In particular, it is vital to tune the luminescent properties of these phosphors in a flexible and controllable manner. Here, we demonstrate that a flexural strain originated from bending can be used to modulate the photoluminescence of freestanding Ni2+ doped SrTiO3 membranes. The bent membranes show remarkable red-shift emissions, arising from the variations of the symmetry of host materials and the local crystal fields around the Ni2+ ions. In addition, the phosphor films show a reversible and stable wavelength modulation with remarkable anti-fatigue characteristics after 104 bending cycles. These results provide a potential routine to develop flexible strain-tunable devices for applications in optical amplifiers and other optoelectronics.

1.
G.
Hong
,
A. L.
Antaris
, and
H.
Dai
,
Nat. Biomed. Eng.
1
,
0010
(
2017
).
2.
A.
Abdukayum
,
J.-T.
Chen
,
Q.
Zhao
, and
X.-P.
Yan
,
J. Am. Chem. Soc.
135
,
14125
14133
(
2013
).
3.
D.
Li
,
S.
He
,
Y.
Wu
,
J.
Liu
,
Q.
Liu
,
B.
Chang
,
Q.
Zhang
,
Z.
Xiang
,
Y.
Yuan
,
C.
Jian
,
A.
Yu
, and
Z.
Cheng
,
Adv. Sci.
6
,
1902042
(
2019
).
4.
E.
Song
,
X.
Jiang
,
Y.
Zhou
,
Z.
Lin
,
S.
Ye
,
Z.
Xia
, and
Q.
Zhang
,
Adv. Opt. Mater.
7
,
1901105
(
2019
).
5.
J.
Li
,
X.
Zhu
,
M.
Xue
,
W.
Feng
,
R.
Ma
, and
F.
Li
,
Inorg. Chem.
55
,
10278
10283
(
2016
).
6.
C.
Matuszewska
,
K.
Elzbieciak-Piecka
, and
L.
Marciniak
,
J. Phys. Chem. C
123
,
18646
18653
(
2019
).
7.
E. M.
Dianov
,
Light: Sci. Appl.
1
,
e12
(
2012
).
8.
G. S.
Li
,
C. M.
Zhang
,
P. F.
Zhu
,
C.
Jiang
,
P.
Song
, and
K.
Zhu
,
Ceram. Int.
42
,
5558
5561
(
2016
).
9.
E.
Hemmer
,
N.
Venkatachalam
,
H.
Hyodo
,
A.
Hattori
,
Y.
Ebina
,
H.
Kishimoto
, and
K.
Soga
,
Nanoscale
5
,
11339
11361
(
2013
).
10.
Z.
Yu
,
C.
Eich
, and
L. J.
Cruz
,
Front. Chem.
8
,
496
(
2020
).
11.
Y.
Zhang
and
J.
Hao
,
J. Mater. Chem.
C 1
,
5607
5618
(
2013
).
12.
Y.
Wei
,
P.
Dang
,
Z.
Dai
,
G.
Li
, and
J.
Lin
,
Chem. Mater.
33
,
5496
5526
(
2021
).
13.
G.
Blasse
and
N.
Sabbatini
,
Mater. Chem. Phys.
16
,
237
252
(
1987
).
14.
X.
Feng
,
L.
Lin
,
R.
Duan
,
J.
Qiu
, and
S.
Zhou
,
Prog. Mater. Sci.
129
,
100973
(
2022
).
15.
S.
Zhou
,
N.
Jiang
,
B.
Wu
,
J.
Hao
, and
J.
Qiu
,
Adv. Funct. Mater.
19
,
2081
2088
(
2009
).
16.
M. G.
Brik
,
J. Phys. Chem. Solids
67
,
738
744
(
2006
).
17.
G.
Bai
,
M.-K.
Tsang
, and
J.
Hao
,
Adv. Opt. Mater.
3
,
431
462
(
2015
).
18.
G.
Bai
,
W.
Jie
,
Z.
Yang
, and
J.
Hao
,
J. Appl. Phys.
118
,
183110
(
2015
).
19.
Y.
Zhang
,
G.
Gao
,
H. L. W.
Chan
,
J.
Dai
,
Y.
Wang
, and
J.
Hao
,
Adv. Mater.
24
,
1729
1735
(
2012
).
20.
Y.
Zhang
,
W.
Jie
,
P.
Chen
,
W.
Liu
, and
J.
Hao
,
Adv. Mater.
30
,
1707007
(
2018
).
21.
W.
Gao
,
Y.
Zhu
,
Y.
Wang
,
G.
Yuan
, and
J.-M.
Liu
,
J. Materiomics
6
,
1
16
(
2020
).
22.
Z.
Peng
,
X.
Chen
,
Y.
Fan
,
D. J.
Srolovitz
, and
D.
Lei
,
Light: Sci. Appl.
9
,
190
(
2020
).
23.
G.
Bai
,
Y.
Zhang
, and
J.
Hao
,
Sci. Rep.
4
,
5724
(
2014
).
24.
D.
Lu
,
D. J.
Baek
,
S. S.
Hong
,
L. F.
Kourkoutis
,
Y.
Hikita
, and
H. Y.
Hwang
,
Nat. Mater.
15
,
1255
1260
(
2016
).
25.
D.
Ji
,
S.
Cai
,
T. R.
Paudel
,
H.
Sun
,
C.
Zhang
,
L.
Han
,
Y.
Wei
,
Y.
Zang
,
M.
Gu
,
Y.
Zhang
,
W.
Gao
,
H.
Huyan
,
W.
Guo
,
D.
Wu
,
Z.
Gu
,
E. Y.
Tsymbal
,
P.
Wang
,
Y.
Nie
, and
X.
Pan
,
Nature
570
,
87
90
(
2019
).
26.
G.
Dong
,
S.
Li
,
M.
Yao
,
Z.
Zhou
,
Y.-Q.
Zhang
,
X.
Han
,
Z.
Luo
,
J.
Yao
,
B.
Peng
,
Z.
Hu
,
H.
Huang
,
T.
Jia
,
J.
Li
,
W.
Ren
,
Z.-G.
Ye
,
X.
Ding
,
J.
Sun
,
C.-W.
Nan
,
L.-Q.
Chen
,
J.
Li
, and
M.
Liu
,
Science
366
,
475
479
(
2019
).
27.
A. J.
Yang
,
K.
Han
,
K.
Huang
,
C.
Ye
,
W.
Wen
,
R.
Zhu
,
R.
Zhu
,
J.
Xu
,
T.
Yu
,
P.
Gao
,
Q.
Xiong
, and
X.
Renshaw Wang
,
Nat. Electron.
5
,
233
240
(
2022
).
28.
J.-K.
Huang
,
Y.
Wan
,
J.
Shi
,
J.
Zhang
,
Z.
Wang
,
W.
Wang
,
N.
Yang
,
Y.
Liu
,
C.-H.
Lin
,
X.
Guan
,
L.
Hu
,
Z.-L.
Yang
,
B.-C.
Huang
,
Y.-P.
Chiu
,
J.
Yang
,
V.
Tung
,
D.
Wang
,
K.
Kalantar-Zadeh
,
T.
Wu
,
X.
Zu
,
L.
Qiao
,
L.-J.
Li
, and
S.
Li
,
Nature
605
,
262
267
(
2022
).
29.
K.
Gu
,
Y.
Guan
,
B. K.
Hazra
,
H.
Deniz
,
A.
Migliorini
,
W.
Zhang
, and
S. S. P.
Parkin
,
Nat. Nanotechnol.
17
,
1065
1071
(
2022
).
30.
D.
Li
,
C.
Adamo
,
B. Y.
Wang
,
H.
Yoon
,
Z.
Chen
,
S. S.
Hong
,
D.
Lu
,
Y.
Cui
,
Y.
Hikita
, and
H. Y.
Hwang
,
Nano Lett.
21
,
4454
4460
(
2021
).
31.
S. S.
Hong
,
M.
Gu
,
M.
Verma
,
V.
Harbola
,
B. Y.
Wang
,
D.
Lu
,
A.
Vailionis
,
Y.
Hikita
,
R.
Pentcheva
,
J. M.
Rondinelli
, and
H. Y.
Hwang
,
Science
368
,
71
76
(
2020
).
32.
R.
Xu
,
J.
Huang
,
E. S.
Barnard
,
S. S.
Hong
,
P.
Singh
,
E. K.
Wong
,
T.
Jansen
,
V.
Harbola
,
J.
Xiao
,
B. Y.
Wang
,
S.
Crossley
,
D.
Lu
,
S.
Liu
, and
H. Y.
Hwang
,
Nat. Commun.
11
,
3141
(
2020
).
33.
R.
Guo
,
L.
You
,
W.
Lin
,
A.
Abdelsamie
,
X.
Shu
,
G.
Zhou
,
S.
Chen
,
L.
Liu
,
X.
Yan
,
J.
Wang
, and
J.
Chen
,
Nat. Commun.
11
,
2571
(
2020
).
34.
T.
Wang
,
R.
Peng
,
W.
Peng
,
G.
Dong
,
C.
Zhou
,
S.
Yang
,
Z.
Zhou
, and
M.
Liu
,
Adv. Funct. Mater.
32
,
2108496
(
2022
).
35.
Y.
Zang
,
C.
Di
,
Z.
Geng
,
X.
Yan
,
D.
Ji
,
N.
Zheng
,
X.
Jiang
,
H.
Fu
,
J.
Wang
,
W.
Guo
,
H.
Sun
,
L.
Han
,
Y.
Zhou
,
Z.
Gu
,
D.
Kong
,
H.
Aramberri
,
C.
Cazorla
,
J.
Íñiguez
,
R.
Rurali
,
L.
Chen
,
J.
Zhou
,
D.
Wu
,
M.
Lu
,
Y.
Nie
,
Y.
Chen
, and
X.
Pan
,
Adv. Mater.
34
,
2105778
(
2022
).
36.
S.
Cai
,
Y.
Lun
,
D.
Ji
,
P.
Lv
,
L.
Han
,
C.
Guo
,
Y.
Zang
,
S.
Gao
,
Y.
Wei
,
M.
Gu
,
C.
Zhang
,
Z.
Gu
,
X.
Wang
,
C.
Addiego
,
D.
Fang
,
Y.
Nie
,
J.
Hong
,
P.
Wang
, and
X.
Pan
,
Nat. Commun.
13
,
5116
(
2022
).
37.
Z.
Dong
,
H.
Chen
,
M.
Qi
,
J.
Shen
,
W.
Liu
,
E.-J.
Guo
,
D.
Li
,
Y.
Zhang
, and
Z.
Wu
,
Laser Photonics Rev.
16
,
2100454
(
2022
).
38.
D.
Lu
,
Y.
Hikita
,
D. J.
Baek
,
T. A.
Merz
,
H.
Sato
,
B.
Kim
,
T.
Yajima
,
C.
Bell
,
A.
Vailionis
,
L. F.
Kourkoutis
, and
H. Y.
Hwang
,
Phys. Status Solidi RRL
12
,
1700339
(
2018
).
39.
G.
Bai
,
Y.
Zhang
, and
J.
Hao
,
J. Mater. Chem. C
2
,
4631
(
2014
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.