Fluoreszenzwandel-LEDs auf Basis von „Blaue GaN-Chip + Kurzwelliger Nahinfrarot-Phosphor“ verfügen über Vorteile wie kleines Volumen, niedrigen Energieverbrauch, breites Spektrum, geringe Kosten und einfache Integration und gelten als wichtige technologische Route zum Aufbau tragbarer, intelligenter kurzwelliger Nahinfrarotlichtquellen. Mit der Rotverschiebung der Emissionswellenlänge vom nahinfraroten Bereich zum kurzwelligen infraroten Bereich zeigen Phosphormaterialien jedoch typischerweise eine signifikante Verstärkung der vibronischen nichtstrahlenden Relaxation, was zu einem Rückgang der externen Quantenausbeute, einer schlechteren thermischen Stabilität und unzureichender Ausgangsleistung des Geräts führt. Li und Kollegen berichteten jüngst erstmals über eine effiziente Klasse von Cr³⁺-dotierten ternären Selten-Erden-Sulfid-Phosphoren: NaLnS₂: Cr³⁺ (Ln = Lu, Y, Gd). Die Studie schlug ein neues Paradigma für kurzwellige IR-Emission vor und bestätigte es, das sich von der herkömmlichen Kristallfeldsteuerung von Oxiden unterscheidet, indem es den durch starke kovalente Bindung in Sulfiden induzierten Elektronenwolken-Ausdehnungseffekt nutzt, um die Abstoßung der Cr³⁺ 3d-Elektronen zu reduzieren und den Energieabstand zwischen angeregtem Zustand ⁴T₂ und Grundzustand ⁴A₂ zu verringern; gleichzeitig wird die niedrige Phononenergie und die schwache Elektron-Phonon-Kopplung der Sulfidmatrix genutzt, um nichtstrahlende Energieverluste bei Langwellenausstrahlung zu unterdrücken, wodurch das langjährige Problem „lange Wellenlänge, hohe Effizienz, thermische Stabilität“ bei Cr³⁺-dotierten kurzwelligen IR-Phosphoren überwunden wird.

kurzwelliges IR-Licht; ternäre Selten-Erden-Sulfide; Cr³⁺; fluoreszenzwandelnde LED