高效稳定的Cr^(3+)离子激活石榴石型宽带近红外荧光粉的发光特性及应用研究

作     者：卜庆州 汪永杰 李东朔 严应菊 常瑛 相国涛 周贤菊 BU Qingzhou;WANG Yongjie;LI Dongshuo;YAN Yingju;CHANG Ying;XIANG Guotao;ZHOU Xianju

作者机构：重庆邮电大学理学院重庆400065 

出 版 物：《发光学报》 (Chinese Journal of Luminescence)

年 卷 期：2024年第45卷第4期

页      面：591-602页

核心收录：

学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(12004062) 重庆市自然科学基金(cstc2021jcyj-msxmX0277,CSTB2022NSCQ-MSX0366,sl202100000301) 重庆市重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJZD-K202300612,KJQN202100615,KJQN202100640) 

主　　题：铬 宽带近红外 石榴石结构 热稳定性 近红外LED 

摘      要：近红外荧光粉转换型发光二极管(NIR pc-LEDs)作为一种紧凑型光源,在近红外光谱技术领域具有广泛的应用前景。然而,开发高效稳定的近红外荧光粉一直面临巨大挑战。本研究报道了一种高效且热稳定优异的Cr^(3+)离子激活Gd_(3)Ga_(5)O_(12)(GGG∶Cr)石榴石近红外荧光粉。在450 nm蓝光激发下,其近红外发射覆盖620~1100 nm范围,最高峰位于740 nm,半高宽为97 nm,内量子效率达54.6%。同时,该荧光粉表现出优异的热稳定性,即在425 K温度时,其近红外发射光谱积分强度为室温的106%(106%@425 K),呈负热猝灭特性。此外,通过Nd^(3+)-Yb^(3+)稀土离子共掺策略,成功实现了材料近红外发射谱带的有效拓宽和热稳定性增强(115%@425 K)。最后,将目标材料与蓝光芯片结合,封装成近红外LED器件,在320 mA电流驱动下,近红外最大输出功率可达55.5 mW,光电转换效率约为6%。以上结果表明,GGG∶Cr,Nd,Yb石榴石荧光粉是一种潜在的高功率近红外LED光源用近红外发光材料。