導讀：製備的熒光粉在700-1100 nm範圍內顯示寬頻發射，半高寬（FWHM）為140 nm，峰值為853 nm。這些熒光粉還表現出優異的發光熱穩定性。製作並測試了基於藍光LED晶片的近紅外發光二極體。
近年來，三價鉻離子摻雜熒光粉在寬頻近紅外（NIR）熒光粉轉換髮光二極體（pc-LED）中顯示出巨大的應用潛力。然而，開發一種具有寬發射頻寬和優良發光熱穩定性的近紅外熒光粉仍然是一個巨大的挑戰。在這裡，作者展示了一種近紅外熒光粉ScF3:Cr3+，它可以同時滿足這兩個條件。相關論文以題目為“Trivalent Chromium Ions Doped Fluorides with Both Broad Emission Bandwidth and Excellent Luminescence Thermal Stability”發表在ACS Applied Materials Interface期刊上。
論文連結：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c01417?ref=pdf
近紅外光譜分析技術以其方便、快速、無損等優點，在醫學、生物成像、食品監測、夜視等領域得到了廣泛的應用。近年來，研究人員提出將近紅外光譜技術整合到手機和其他行動式裝置中，以實現方便快捷的應用。在所有技術方案中，熒光粉轉換髮光二極體（pc-LED）的應用前景最好。該解決方案是用寬頻近紅外熒光粉覆蓋最高效和商業化的藍色LED晶片，並透過用藍色LED晶片刺激熒光粉來實現寬頻近紅外發射。因此，迫切需要合適的寬發射頻寬近紅外熒光粉。
氟化物具有相對較低的聲子能量和弱電子−聲子耦合（EPC）對與氧化物相比，cr3+的d躍遷有利於提高cr3+近紅外發光效能。有研究人員報道了一種摻雜Cr 3+的氟化物，具有優異的發光熱穩定性（89.6%）、較高的內部量子效率（IQE=74%）和101 nm的半高寬，這表明摻雜Cr 3+的氟化物在近紅外pc LED應用中具有巨大潛力。雖然已經報道了幾種NIR-cr3+摻雜氟化物熒光粉，但它們的fwhm相對較窄。作為一種負熱膨脹材料，ScF 3最近在上轉換髮光熱增強方面受到熱烈討論，透過改變反應條件來調節ScF 3的形態，這是透過控制四方、正交和立方奈米晶體實現的。實際上，Cr 3+摻雜的ScF 3在鐳射材料領域已有報道。然而，其合成工藝和在近紅外pc LED器件領域的應用至今尚未報道。
圖1。不同氟源和鑭系元素比例下ScF3形態演變的SEM影象。
圖2。（a） NIR pc LED在不同驅動電流下的發光光譜，插圖是製作完成的pc LED的照片。一個亮著的，還有一個帶濾光片的。（b） 具有驅動電流的近紅外輸出功率和光電效率。
圖3。熒光燈和製造的NIR-LED燈照亮的水果影象。
結果表明，近紅外發光二極體可以產生很強的寬頻近紅外發射。這項工作不僅為近紅外發光二極體的應用提供了一種有前途的熒光粉，而且對摻Cr3+氟化物發光效能的影響也具有重要的指導意義。（文：愛新覺羅星）
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