Fluoreszenzwandlungs-LEDs basierend auf "blaue GaN-Chip + kurzwelliger Infrarot-Phosphor" zeichnen sich durch kleine Größe, niedrigen Energieverbrauch, breites Spektrum, niedrige Kosten und einfache Integration aus und gelten als wichtige technologische Route zur Entwicklung tragbarer, intelligenter kurzwelliger Infrarotlichtquellen. Allerdings zeigt das Phosphormaterial mit zunehmender Verschiebung der Emissionswellenlänge vom nahen Infrarot in den kurzwelligen Infrarotbereich typischerweise eine signifikante Verstärkung der Mehrphonon-nichtstrahlenden Relaxation, was zu einem Rückgang der externen Quanteneffizienz, einer Verschlechterung der thermischen Stabilität und unzureichender Geräteleistung führt. Li und Kollegen berichteten kürzlich erstmals über eine effiziente Cr³⁺-dotierte ternäre Seltene-Erden-Sulfid-Phosphorklasse NaLnS₂∶Cr³⁺ (Ln=Lu, Y, Gd). Die Studie schlug ein neues kurzwellige Infrarot-Emissionsparadigma vor und bestätigte es, das sich von der traditionellen Oxid-Kristallfeldregelung unterscheidet, nämlich die Ausnutzung des durch starke Kovalenz induzierten Elektronenwolken-Erweiterungseffekts der Sulfide zur Verringerung der Abstoßung zwischen den 3d-Elektronen von Cr³⁺ und zur Verkleinerung des Energieabstands zwischen dem angeregten Zustand ⁴T₂ und dem Grundzustand ⁴A₂; gleichzeitig werden aufgrund der niedrigen Phononenenergie und der schwachen Elektron-Phonon-Kopplung des Sulfid-Matrix die nichtstrahlenden Energieverluste bei der Langwellenemission unterdrückt, wodurch das langjährige Dilemma überwunden wird, "lange Welle, hohe Effizienz und thermische Stabilität" in Cr³⁺-dotierten kurzwelligen Infrarot-Phosphoren gleichzeitig zu erreichen.

kurzwellige Infrarot-Emission; ternäre Lanthanoid-Sulfide; Cr³⁺; fluoreszenzwandelnde LEDs