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改進(jìn)近紅外光源:超寬帶近紅外熒光粉中陽(yáng)離子取代增強(qiáng)鉻發(fā)射
點(diǎn)擊次數(shù):65 時(shí)間:2025-06-24
 一、成果簡(jiǎn)介
隨著人們對(duì)近紅外(NIR)輻射在光譜學(xué)、光通信和醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用日益增長(zhǎng)的興趣,NIR- I (700 - 900 nm)和NIR- II (900 - 1700 nm)的應(yīng)用推動(dòng)了對(duì)新型NIR光源的需求。近紅外熒光粉轉(zhuǎn)換發(fā)光二極管(pc-LEDs)因其高效率和緊湊的設(shè)計(jì)而有望取代傳統(tǒng)燈具。由Cr3+和Cr4+激活的寬帶近紅外熒光粉在700到1700 nm的寬范圍內(nèi)提供了顯著的研究興趣。
在這項(xiàng)工作中,我們合成了一系列具有寬帶NIR-I (Cr3+)和NIR-II (Cr4+)發(fā)射的Sc2(1−x)Ga2xO3: Cr3+/4+材料(x = 0−0.2)。我們觀察到,通過(guò)加入Ga3+離子,Cr3+的強(qiáng)度顯著增加(約77倍)。此外,我們的研究表明,能量轉(zhuǎn)移發(fā)生在Cr3+和Cr4+離子之間。給出了構(gòu)型圖來(lái)闡明Cr3+和Cr4+離子在Sc2O3基體中的行為。我們還觀察到在20.2 GPa壓力下的相變,導(dǎo)致一個(gè)新的未知相,其中Cr3+發(fā)光表現(xiàn)出高度對(duì)稱的環(huán)境。值得注意的是,本研究提出了Sc2(1−x)Ga2xO3: Cr3+/4+中近紅外Cr4+發(fā)光的壓力誘導(dǎo)位移。相變前后的線性位移分別為83±3和61±6 cm−1 /GPa。總的來(lái)說(shuō),我們的發(fā)現(xiàn)揭示了Sc2(1−x)Ga2xO3: Cr3+/4+材料的合成、發(fā)光特性、溫度和高壓行為。
本研究有助于對(duì)這些材料在高效近紅外光源和其他光學(xué)器件開發(fā)中的理解和潛在應(yīng)用

改進(jìn)近紅外光源

二、圖文導(dǎo)讀

 圖1。(a)x=0−0.2的SGOC的XRD圖譜。(b)Sc2O3的晶體結(jié)構(gòu)。(c)Sc2O3中Sc1和Sc2位點(diǎn)的協(xié)調(diào)環(huán)境。(d)Rietveld對(duì)x=0的SGOC進(jìn)行了改進(jìn)。(e)x=0−0.2時(shí)SGOC的晶格參數(shù)。(a)中的星號(hào)符號(hào)表示Ga1.17Sc0.83O3雜質(zhì)相的衍射峰。

圖2:室溫下(a)分別在800和1300 nm處觀察Cr3+和Cr4+時(shí)的PLE光譜,以及(b)在473(Cr3+)和980 nm處激發(fā)(直接Cr4+激發(fā))時(shí)的歸一化PL光譜。(c)在473nm激發(fā)時(shí)的非歸一化室溫PL光譜。(d)Cr3+(點(diǎn))和Cr4+(鉆石)排放的仲裁排放強(qiáng)度。(e,f)能量轉(zhuǎn)移機(jī)制的證據(jù)。

圖3。Cr K邊XANES光譜和(b)EXAFS光譜的Cr K邊k2加權(quán)傅里葉變換。

改進(jìn)近紅外光源
圖4。SGOC中Cr3+和Cr4+發(fā)光的溫度依賴性。溫度依賴性發(fā)射光譜為(a)Cr3+在473nm處激發(fā)時(shí)和(b)Cr4+在980nm處激發(fā)時(shí),x=0.10。(c)x=0和0.10時(shí)fwhm的溫度依賴性。(d)x=0和0.10時(shí)Cr3+和Cr4+的總排放強(qiáng)度。紫色圓圈和綠點(diǎn)分別表示x=0和x=0.10中的Cr4+。青色圓圈和紅色圓點(diǎn)分別表示x=0和x=0.10中的Cr3+。實(shí)線表示使用公式(4和5)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合。x=0.10時(shí)(e)Cr3+和(f)Cr4+離子的構(gòu)型坐標(biāo)圖。

圖5。SGOC中Cr3+和Cr4+發(fā)光的壓力依賴性,x=0.10。(a)473nm激發(fā)的Cr3+發(fā)射在不同壓力下的歸一化RT發(fā)射光譜。(b)相變后的Cr3+發(fā)光。(c)用980nm激發(fā)的Cr4+發(fā)射在不同壓力下的歸一化RT發(fā)射光譜。(d)能量尺度中與壓力相關(guān)的排放變化。(e)相變前Cr3+和Cr4+離子選定能級(jí)的壓力依賴性示意圖。黑色實(shí)線和灰色虛線與4 T2能級(jí)能量減少S有關(guān)?ω和2S?ω、 分別。

 

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