Die rasche Entwicklung von nahinfraroten Fluoreszenzwandlungs-LEDs (pc-LED) im Bereich der Bildgebung und Detektion hebt den dringenden Bedarf an Leuchtmaterialien für den zweiten Nahinfrarotbereich (NIR-Ⅱ) hervor. Es fehlt jedoch an effizienten NIR-Ⅱ-Fluoreszenzmaterialien, die durch kommerzielle UV-LED-Chips angeregt werden, was die Anwendung der nahinfraroten Spektroskopietechnologie einschränkt. In dieser Arbeit wurde erfolgreich ein MgAlₓGa₂₋ₓO₄:Ni²⁺ Fluoreszenzmaterial mittels Hochtemperatur-Festphasenmethode hergestellt, dessen Anregungswellenlänge bei 390 nm liegt und dessen Emissionsmaximum bei 1300 nm im NIR-Ⅱ-Bereich liegt. Die breitbandige NIR-Emission mit einer Halbwertsbreite von ca. 220 nm resultiert daraus, dass Ni²⁺ sich in einer schwachen Kristallfeldumgebung befindet, verursacht durch die räumliche asymmetrische Verzerrung aufgrund der starken Ladungspolarisation um das oktaedrische Zentrum [(Al/Ga)O₆] im MgAlₓGa₂₋ₓO₄-Gitter. Durch Änderung des Al³⁺- und Ga³⁺-Ion-Verhältnisses im System wurde die Emissionsintensität im NIR-Ⅱ-Bereich deutlich erhöht, die Leuchtintensität wurde etwa um das Neunfache gesteigert. Es wurden die spektralen Eigenschaften von MgAl₁.₅Ga₀.₅O₄ mit optimalem Ni²⁺-Dotierungsanteil untersucht. Die Temperatureigenschaften des Systems wurden diskutiert, und es wurde ein NIR-pc-LED mit mit Ni²⁺ dotiertem Leuchtstoff und kommerziellem hocheffizienten UV-LED-Chip (@395 nm) aufgebaut. Die Studie zeigt, dass dieses Materialszenario großes Potenzial in pc-LED-Spektraltechnologien haben könnte. Diese Kationmodulationsstrategie bietet eine effektive Methode zur Verbesserung der Leistung nahinfraroter Leuchtmaterialien.

Leuchtstoff;Ni²⁺-Dotierung;Kationenersatz;NIR pc-LED