Contrôle par substitution Sr2+/Ba2+ du large spectre d'émission proche infrarouge I de (Sr,Ba)3MgTa2O9∶Cr3+ et applications aux dispositifs LED proches infrarouges

SUN Jianfeng ,  

JI Shijun ,  

MENG Zehan ,  

XIN Haoyang ,  

ZHAO Yonglei ,  

YAN Kaiyi ,  

摘要

Les diodes électroluminescentes à phosphorescence convertissant la fluorescence proche infrarouge (pc-LED) ont une valeur d'application importante dans les domaines de l'analyse non destructive, de la vision par machine et de l'imagerie biologique. Actuellement, le développement de phosphores proches infrarouges de type bande large efficace et réglable pour pc-LED proche infrarouge est devenu un centre d'intérêt croissant pour les chercheurs en matériaux. Cet article présente la synthèse de deux types de phosphores proches infrarouges selon un prototype de structure pérovskite Sr3MgTa2O9∶Cr3+ et Ba3MgTa2O9∶Cr3+ par méthode de phase solide à haute température, les deux présentant une émission à large bande dans la gamme proche infrarouge I couvrant 700 à 1 000 nm. En contrôlant le rapport de dopage Sr2+/Ba2+ dans le phosphore (Sr1-mBam)3MgTa2O9∶Cr3+, un réglage continu de la longueur d'onde d'émission proche infrarouge de 786 à 848 nm a été réalisé, attribué à la diminution progressive de l'intensité du champ cristallin occupé par Cr3+ sur les sites cristallographiques Mg2+. Le phosphore typique Sr0.4Ba0.6MgTa2O9∶0.015Cr3+ possède une haute efficacité quantique interne (82,1%) et une bonne stabilité thermique (I423 K/I298 K=73,6%), des performances comparables à certains phosphores proches infrarouges déjà rapportés. Enfin, le dispositif prototype pc-LED proche infrarouge encapsulé avec ce phosphore peut atteindre une sortie lumineuse de 13,7 mW sous un courant de 60 mA, démontrant le potentiel pratique de ce phosphore pour l'imagerie veineuse et la vision nocturne. Cette étude, basée sur un prototype de structure minérale et une stratégie de substitution cationique, a développé un nouveau phosphore pérovskite proche infrarouge avec d'excellentes performances d'émission, fournissant une base pour la conception de phosphores proches infrarouges à large bande dopés au Cr3+ réglables.

关键词

(Sr,Ba)3MgTa2O9∶Cr3+; structure pérovskite; émission proche infrarouge; champ cristallin; pc-LED proche infrarouge

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