综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:13918059423
  • 技术服务电话:13918059423
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

Light: 林君/李国岗 | 价态转变和格位重建协同改善Cr³⁺近红外发光效率和热稳定性

日期: 2024-01-05
浏览次数: 63

原创 Light新媒体 LightScienceApplications

导读


近红外发光材料在近红外光谱分析、生物成像和夜视等新兴技术领域引起了广泛关注。为了满足当前对便携式近红外光源的需求,近红外荧光粉转换型发光二极管(pc-LED)因其小尺寸和可调宽带发射得到了广泛发展,其关键之一是如何开发蓝光激发的高性能近红外荧光粉材料。研究人员通过掺杂稀土和过渡金属离子开发了大量近红外发光荧光粉。其中,Cr3+激活的荧光粉脱颖而出,它们可以产生700至1100 nm的宽带近红外发射,使其能够应用于与硅基探测器集成的智能设备。最近,已经在Cr3+激活荧光粉的可调谐宽带发射方面取得了较大进展。然而,仍然存在发光效率较低和热猝灭发光严重的问题,这也限制了它们在pc-LED中的实际应用。

近日,中国科学院长春应用化学研究所林君研究员团队和中国地质大学(武汉)李国岗教授团队联合报道了Ca3Y2-2x(ZnZr)xGe3O12:Cr系列石榴石型宽带近红外荧光粉材料。通过化学单元共取代策略实现价态转变与格位重建,同时提高了Cr3+激活近红外发光的量子效率和发光热稳定性。

研究背景

近红外光源在生物医学、安防监控等领域发挥着重要作用,而近红外pc-LED 光源由于成本低、效率高、便携等优势具有一定的应用前景。然而,由于缺乏可蓝光激发的高性能近红外荧光粉材料,近红外pc-LED的开发遇到了瓶颈。

为了解决这个问题,研究人员大力开发Cr3+激活的石榴石构型的近红外荧光粉。A3B2C3O12型石榴石被认为是一类很有前途的基质材料,因为它们可以为Cr3+离子提供八面体B格位、紧凑的配位环境和可调整的晶体结构,从而提供包括所需光谱性质在内的多种发光性质。然而,在发射波长、发光效率以及热稳定性之间存在权衡,即高效和热稳定性优异的近红外发光通常伴随着短波发射(<750 nm),这限制了这些石榴石型近红外荧光粉在食品分析等场景中的应用。因此,如何保持发射波长在特定范围内,并同时提高发光效率和发光热稳定性仍然是Cr3+激活近红外发光的石榴石构型荧光粉面临的重要挑战。

为了提高Cr3+激活石榴石型荧光粉的发光性能,应该考虑两个主要影响因素。一是在近红外区域显示强烈吸收的发光“杀手”Cr4+。在空气中的高温合成条件以及A3B2C3O12石榴石结构中存在的四面体C格位均有利于Cr4+的形成。尽管在还原性气氛下可以阻止一部分Cr4+的形成,但是这种方式并不适用于所有的基质材料,而且成本高。另一个关键因素是结构刚性。刚性基质结构可以削弱电子-声子耦合效应,抑制非辐射跃迁。




点击下方阅读原文查看通知全文

↓↓↓↓↓↓

阅读原文


Hot News / 相关推荐
  • 2025 - 04 - 02
    点击次数: 0
    来源:北京大学化学与分子工程学院《自然》杂志2月12日刊发了一项颠覆性催化技术突破:北京大学马丁教授团队与中国科学院大学周武教授团队合作,成功开发出全球首例兼具超高活性与超长稳定性的甲醇-水重整制氢催化剂。该研究通过独创的稀土氧化物"纳米防护盾"技术,将铂基催化剂的持续工作时间提升至1000小时以上,催化转化数(TON)突破1500万次大关,为氢能规模化应用扫除关键障碍。研究团...
  • 2025 - 04 - 02
    点击次数: 0
    来源:能源学人南京大学唐少春教授团队研究发现,通过精准调控原子掺杂二维稀土氧化物能实现超高活性和稳定性的催化剂,特别有趣的是,A位掺杂LaFeO3催化活性(B-LaFeO3)明显优于B位掺杂(A-LaFeO3)。团队利用自主研发的自模板策略,制备出高比表面积和可控原子掺杂的介孔钙钛矿结构氧化物纳米片(MPONs)。当稀土元素铕(Europium, Eu)掺杂LaFeO3的MPONs用作析氧反应(O...
  • 2025 - 04 - 01
    点击次数: 22
    来源:厦门大学固体氧化物电池作为高效的能源转换设备,在可持续能源体系中扮演着重要角色。然而,传统钙钛矿型空气电极面临着活性有限、稳定性差和电化学性能衰减快等挑战,限制了其广泛应用。近日,能源学院孙毅飞副教授团队与利物浦大学屠昕教授、科廷大学邵宗平教授合作,在国际顶级期刊Nature Communications上发表了题为"Co-expression of multi-genes for...
  • 2025 - 04 - 01
    点击次数: 21
    来源:自然资源部据Mining.com网站报道,塔隆金属公司(Talon Metals Corp)在美国明尼苏达州的塔马拉克(Tamarack)镍矿取得一个块状硫化物发现,可能使得现有铜镍钴资源量大幅增长。26日,公司在公告中称,已经把新的钻探结果用于资源量更新,为支撑环境许可申请,准备完成一项可行性研究。工作过程中,勘探团队对以前的一个钻孔进行了检查,该孔在707.75米深处见到明显矿化,见矿8...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务