Réglage de la substitution Sr^2+/Ba^2+ et de l'émission infrarouge proche à large bande (Sr,Ba)^3MgTa^2O9∶Cr^3+ et son application dans les dispositifs LED infrarouges proches

SUN Jianfeng ,  

JI Shijun ,  

MENG Zehan ,  

XIN Haoyang ,  

ZHAO Yonglei ,  

YAN Kaiyi ,  

摘要

La poudre fluorescente infrarouge proche à diodes électroluminescentes (pc-LED) a une valeur d'application importante dans les domaines de l'analyse non destructive, de la vision par machine et de l'imagerie biomédicale. Actuellement, le développement de poudres fluorescentes infrarouges proches efficaces à large bande réglables pour les pc-LED infrarouges proches est devenu un sujet de plus en plus important pour les chercheurs en matériaux. Dans cette étude, deux types de poudres fluorescentes infrarouges proches de structure de pérovskite de prototype avec Sr^3MgTa2O9∶Cr^3+ et Ba^3MgTa2O9∶Cr^3+ ont été d'abord synthétisés par la méthode solide à haute température, et ils ont tous deux des caractéristiques d'émission à large bande couvrant la plage de longueurs d'onde du proche infrarouge (700~1 000 nm). Un réglage continu de l'émission dans le proche infrarouge de 786 à 848 nm a été réalisé en ajustant la proportion de dopage Sr^2+/Ba^2+ dans la poudre fluorescente (Sr(1-m)Ba(m))^3MgTa2O9∶Cr^3+, attribué à l'atténuation progressive de l'intensité du champ cristallin de Cr^3+ à mesure que les positions cristallographiques Mg^2+ diminuent. Une poudre fluorescente typique de Sr0.4Ba0.6MgTa2O9∶0.015Cr^3+ a un rendement quantique interne élevé (82,1 %) et une bonne stabilité thermique (I423K/I298K=73,6 %), ses performances peuvent rivaliser avec certaines autres poudres fluorescentes infrarouges proches actuellement rapportées. Enfin, un prototype de dispositif pc-LED dans le proche infrarouge encapsulé avec cette poudre fluorescente permet d'obtenir 13,7 mW de sortie de lumière infrarouge proche sous un courant de 60 mA, démontrant le potentiel pratique de cette poudre dans les domaines de l'imagerie veineuse et de la vision nocturne. Ce travail de recherche basé sur les prototypes de structure minérale et la stratégie de substitution d'ions a permis de développer de nouvelles poudres fluorescentes infrarouges proches de structure de pérovskite de prototype avec d'excellentes performances lumineuses, qui serviront de base à la conception de poudres fluorescentes infrarouges proches à large bande réglables avec dopants d'ions Cr^3+.

关键词

(Sr, Ba)^3MgTa^2O^9:Cr^3+; structure pérovskite; émission proche infrarouge; champ cristallin; pc-LED infrarouge proche

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