Angesichts des dringenden Bedarfs an kompakten Lichtquellen für tragbare NIR-Spektrometer zeigt der phosphor-konvertierte Leuchtdiode (pc-LED) ein enormes Potenzial. Nahezu infrarote Phosphore, die mit Cr³⁺ aktiviert sind, gelten aufgrund ihrer hohen Effizienz und einstellbaren Wellenlänge als sehr wettbewerbsfähiges Materialsysteм. Jedoch weisen die bisher berichteten Cr³⁺-aktivierten NIR-Phosphore eine schmale Halbwertsbreite (FWHM<150 nm) und eine kurze Emissionswellenlänge (λ_em<750 nm) auf. In dieser Studie wurde durch eine [Na⁺-Ge⁴⁺]-Co-Substitutionsstrategie ein neuer Granatstruktur-NIR-Phosphor Na₂Lu₂Ga₄GeO₁₂∶Cr³⁺ (NLGG∶Cr³⁺) entworfen und synthetisiert. Unter 468-nm-Blauem Lichtanregung zeigte die optimierte NLGG∶0,08Cr³⁺-Probe eine breitbandige Emission mit einem Maximum bei 780 nm, die 600~1100 nm abdeckt, eine FWHM von 196 nm sowie innere und äußere Quanteneffizienz (IQE, EQE) von 56 % bzw. 22 %. Die spektrale Analyse und Kristallfeldberechnungen bestätigten, dass die breitbandige Emission von Cr³⁺ herrührt, das eine einzelne und mittelstarke Kristallfeldposition Ga³⁺ besetzt. Durch Anpassung der Cr³⁺-Konzentration kann eine kontinuierliche Abstimmung des Emissionsmaximums zwischen 742~790 nm und FWHM 182~196 nm erreicht werden. Mit diesem Phosphor und einem blauen LED-Chip wurde ein NIR pc-LED-Gerät hergestellt, das potenzielle Anwendungen in der biomedizinischen Bildgebung, Nachtsicht und zerstörungsfreien Prüfung zeigt.

Nahinfrarot-Phosphor;Breitband-Emission;Cr³⁺-Dotierung;NIR pc-LED