Nära-infraröd (NIR) ljuskälla, kännetecknad av oförstörande och snabb detektering, har ett brett utbud av tillämpningar inom olika områden, inklusive livsmedelstestning, säkerhet, avkänning, jordbruksproduktion och biomedicin. Tillgången till en kompakt, högeffektiv och låg kostnad NIR-fosfor är en nyckelfaktor för att uppnå dess breda tillämpning.
NIR pc-LED, med egenskaper som lägre kostnad och justerbar emissionsvåglängd, har fått stor uppmärksamhet. Nyckeln ligger i utvecklingen av NIR självlysande material med bredbandsemission, hög ljuseffektivitet och termisk stabilitet. De avstämbara självlysande egenskaperna hos Cr 3+ har uppmärksammats av forskare.
Ändå mångfalden i Cr 3+ luminescenscentra över olika värdar utgör en utmaning. I tidigare studier finns det olika åsikter om huruvida den nära-infraröda luminescensen hos Cr 3+ kommer från 4-ligand eller 6-ligand eller 8-ligand. Systematisk och djupgående forskning är avgörande för att belysa sambandet mellan Cr 3+ s beläggningsvana och svarande fotoluminescensegenskaper.
För det ändamålet undersökte ett team av forskare under ledning av Gemei Cai vid Central South University i Kina de luminescerande egenskaperna och kristallfältsmiljön hos Cr 3+ i specialmatris Y2 Mg2 Al2 Si2 O12 med flera katjoniska platser. NIR pc-LEDs tillverkades av de utvecklade NIR-emitterande fosforerna, och de potentiella tillämpningarna av dessa NIR-ljuskällor i mörkerseende, bioavbildning och icke-inträngande detektion demonstrerades.
"Med hjälp av kristallografisk undersökning, spektroskopikarakterisering och kristallfältstyrka-analyser verifieras att Cr1, Cr2 och Cr3 kommer från Cr 3+ i Al/SiO4 tetraedrisk, Mg/AlO6 octahedral och Y/MgO8 dodekaedriska platser, respektive", säger Cai.
"Möjliga applikationer för denna sammansatta miniatyriserade NIR pc-LED inkluderar nattvisualisering, bioavbildning och icke-intrusiv detektion, vilket demonstreras av den tydliga visualiseringen av blodkärl i en hand samt chip och kretslayout på ett magnetkort under NIR belysning."
Resultaten, publicerade i tidskriften Advanced Powder Materials , presentera Cr 3+ -aktiverade NIR-fosforer med egenskaper av enastående luminescens för multifunktionella applikationer. Studien visar också genomförbarheten av strategin genom att designa multi-luminescerande centra med medelsvag kristallfältmiljö för Cr 3+ för att uppnå bredbandsutsläpp.
Mer information: Gui-Hua Li et al, Att uppnå bredbandsnära-infraröd luminescens i Cr3+-aktiverade Y2Mg2Al2Si2O12-fosforer via beläggning på flera platser, Avancerade pulvermaterial (2024). DOI:10.1016/j.apmate.2024.100186
Tillhandahålls av KeAi Communications Co.
