Die Nahinfrarotspektroskopietechnologie findet Anwendungen in wichtigen Bereichen wie Lebensmittelforschung, Informationssicherheit und Biomedizin, was immer höhere Anforderungen an Nahinfrarotlichtquellen stellt. Die Entwicklung einer hocheffizienten Nahinfrarotlichtquelle mit ultraschmalbandiger Emission ist daher ein wichtiges und dringendes Forschungsthema. In diesem Artikel wurde die Schmelzabschreckmethode im Fluorsilikat-Glassytem SiO₂-K₂CO₃-KF·2H₂O-MgF₂ erfolgreich zur Ausscheidung von perowskitartigem KMgF₃ Nanokristallen eingesetzt. Durch Veränderung der Glaszusammensetzung und der Wärmebehandlungstemperatur kann die Ausscheidung der Fluorid-Nanokristallphase gesteuert werden, um mikro-kristalline Glasmuster mit optimaler Ausscheidung und Transparenz zu erhalten. Die KMgF₃-Nanokristalle im Glas bieten eine stabile oktaedrische Koordination und eine Umgebung mit niedriger Phononenenergie für Cr³⁺ und Ni²⁺. Unter einer 450 nm blauen Lichtanregung wird basierend auf der Energietransfer von Cr³⁺ zu Ni²⁺ eine doppelt breitbandige nahinfrarote Emission von Cr³⁺ (700~1200 nm) und Ni²⁺ (1400~1700 nm) realisiert. Die Intensität der doppelt breitbandigen nahinfraroten Emission kann durch die Dotierstoffkonzentration eingestellt werden. Fluoreszenzspektroskopie und Fluoreszenzabbaukurven bestätigen den Energietransferprozess von Cr³⁺ zu Ni²⁺ mit einer Energieübertragungseffizienz von 52,2 %, wobei der Mechanismus als elektronischer Dipol-Quadrupol-Wechselwirkung beschrieben wird. Die Forschungsergebnisse liefern nicht nur grundlegende Daten für das Verständnis der ultraschmalbandigen Emissionsregeln transparenter optischer Materialien, sondern unterstützen auch die Entwicklung kostengünstiger und hocheffizienter nahinfraroter Breitbandlichtquellen.

mikrokristallines Glas, Fluoridnanokristalle, breitbandige nahinfrarote Emission; Cr³⁺ und Ni²⁺