Excitation par lumière bleue et émission proche infrarouge de Cs₂ZrCl₆:Pt⁴⁺/Ln³⁺ et mécanisme

GAO Mingyuan ,  

WANG Yichao ,  

TANG Liyang ,  

CHENG Xiaomin ,  

TANG Mingyuan ,  

CHEN Baojiu ,  

摘要

Les matériaux émettant dans l'infrarouge proche (NIR) excités efficacement par une lumière bleue jouent un rôle crucial dans l'imagerie biologique et la vision nocturne. Des matériaux d'émission NIR dans Cs₂ZrCl₆ co-dopés avec Ln³⁺ (Cr³⁺, Yb³⁺, Nd³⁺, Er³⁺) et Pt⁴⁺ ont été préparés par méthode de précipitation coprécipitée. Basés sur la structure double pérovskite de Cs₂ZrCl₆, ces matériaux dopés par Ln³⁺ présentent des émissions à plusieurs longueurs d'onde dans la première (NIR-I) et la deuxième (NIR-II) fenêtre infrarouge proche (Cr³⁺: 900 nm, Yb³⁺: 1002 nm, Nd³⁺: 1070 nm, Er³⁺: 1539 nm). La sensibilisation par Pt⁴⁺ confère à ces matériaux une capacité d'excitation à la lumière bleue importante, les rendant compatibles avec les puces LED bleues. L'analyse des courbes de décroissance indique que ce processus résulte de la combinaison du transfert et de la migration d'énergie. Le rendement quantique de photoluminescence de l'échantillon dopé au Nd³⁺ atteint 16,0 %, et un dispositif LED à conversion de phosphore proche infrarouge a été fabriqué en combinant ce phosphore et une puce LED bleue, confirmant la valeur d'application potentielle pour l'imagerie nocturne. En comparant les propriétés photoluminescentes des matériaux Cs₂ZrCl₆ dopés avec Bi³⁺, Sb³⁺, Te⁴⁺, Pt⁴⁺, et en combinant avec des calculs de premiers principes, le mécanisme interne unique de l'absorption de la lumière bleue par Pt⁴⁺ a été analysé, suggérant qu'il provient principalement de l'énergie liée à l'exciton plus grande due au plus petit rayon ionique, réduisant ainsi l'énergie nécessaire pour l'excitation. Ces recherches révèlent l'influence de la structure sur la performance de l'émission d'excitons auto-piégés, fournissant des références pour la conception de matériaux d'émission d'excitons auto-piégés excités à la lumière bleue.

关键词

matériaux d'émission proche infrarouge; exciton auto-piéger; transfert d'énergie; calculs de premiers principes

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