Die rasche Entwicklung von Nahinfrarot-Fluoreszenz-Umwandlungs-Leuchtdioden (pc-LED) im Bereich der Bildgebung und Detektion verdeutlicht den dringenden Bedarf an Emissionsmaterialien im Nahinfrarotbereich II (NIR-Ⅱ). Allerdings begrenzt der Mangel an effizienten NIR-Ⅱ-Fluoreszenzmaterialien, die von kommerziellen UV-LED-Chips angeregt werden, die Anwendung von nahinfrarot-spektroskopischen Technologien. In dieser Arbeit wurde durch ein Hochtemperatur-Festphasen-Verfahren erfolgreich das Fluoreszenzmaterial MgAl_xGa_2-xO₄∶Ni²⁺ hergestellt, dessen Anregungswellenlänge bei 390 nm liegt und dessen Emissionspeak bei 1300 nm liegt und den NIR-Ⅱ-Bereich abdeckt. Die ultrabreite NIR-Emission mit einer Halbwertsbreite von etwa 220 nm resultiert daraus, dass Ni²⁺ sich in einem schwachen Kristallfeld befindet, das durch die räumliche asymmetrische Verzerrung verursacht wird, die durch die hohe Ladungspolarisation um das oktaedrische Zentrum [(Al/Ga)O₆] in der MgAl_xGa_2-xO₄-Matrix induziert wird. Durch Ändern des Ionenverhältnisses von Al³⁺ zu Ga³⁺ im System wurde die Emissionsintensität im NIR-Ⅱ-Bereich erheblich erhöht, wobei die Lichtintensität um etwa das Neunfache gesteigert wurde. Es wurde intensiv die spektralen Eigenschaften des optimal dotierten MgAl_1.5Ga_0.5O₄ mit Ni²⁺ untersucht. Die temperaturempfindlichen Eigenschaften des Systems wurden untersucht und ein NIR-pc-LED wurde mit Ni²⁺-dotiertem Nahinfrarot-Phosphor und einem kommerziellen hocheffizienten UV-LED-Chip (@395 nm) aufgebaut. Die Studie zeigt, dass dieses Materialsystem großes Potenzial in der pc-LED-Spektroskopietechnologie aufweisen könnte. Diese kationische Modulationsstrategie bietet eine effektive Methode zur Leistungssteigerung von nahinfraroten Emissionsmaterialien.

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