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西安建大:Eu2+实现高效超宽带可见-近红外发光成果发表于国际光学权威期刊

日期: 2023-03-06
浏览次数: 1

来源:西安建筑科技大学


近日,西安建筑科技大学化学与化工学院青年教师唐作彬博士在国际光学权威期刊《Laser&Photonics Reviews》(激光与光子学评论,中科院一区top期刊,IF:10.947)发表了题为“Single-Site Occupancy of Eu2+in Multiple Cations EnablesEfficient Ultra-Broadband Visible to Near-InfraredLuminescence”(Eu2+进入一种阳离子位点实现高效的超宽带可见-近红外发光)的最新研究成果。论文第一作者为我校青年教师唐作彬,西安建筑科技大学为该论文第一完成单位。

宽带可见-近红外荧光粉转换发光二极管(pc-LED)在食品质量分析,癌症早期诊断及脑科学等研究中具有广阔的应用前景,而面对目前外量子效率低,具有潜在危害的Cr3+激活体系,研究高效的新型超宽带可见-近红外发光材料成为一项重要挑战。具有d-f允许跃迁特征的稀土Eu2+作为一种常用激活离子广泛应用于白光LED商用粉中,如蓝色荧光粉BaMgAl10O17:Eu2+、绿色荧光粉β-SiAlON:Eu2+、橙色荧光粉Sr3SiO5:Eu2+和红色荧光粉Sr2Si5N8:Eu2+,均采用Eu2+作为激活离子。由于Eu2+d壳层电子裸露在外,发光颜色和性能易受配位环境的影响,为设计Eu2+近红外发光材料提供了可能。

本文综合利用晶体场理论和电子云效应,并考虑斯托克斯位移的影响,将Eu2+引入到Ba3GeO4Br2晶格中扭曲的Ba3O4Br4多面体位点,在近紫外/蓝光激发下,使Eu2+发射光谱再次拓展至近红外区域(发射范围500-1100nm,半高宽202nm)且发光效率高达48.8%。采用Ba3GeO4Br2:Eu2+和450nm蓝光LED芯片制备的LED器件,其光电转换效率为22%,光输出功率为30.1 mW 100mA,同时在组织穿透应用中表现良好,结果如图所示。本项研究为设计新型宽带可见-近红外发光材料提供了一种可行思路。



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