Sulfures de terres rares à forte covalence et faible énergie phonon : résoudre le dilemme d'efficacité et de stabilité de l'émission infrarouge courte de Cr3+
Les LED à conversion fluorescente basées sur "puce GaN violet + phosphore à infrarouge court" présentent des avantages tels qu'un petit volume, une faible consommation d'énergie, un spectre large, un faible coût et une intégration facile, et sont considérées comme une voie technologique importante pour construire une source lumineuse infrarouge courte portable et intelligente. Cependant, avec le décalage vers le rouge de la longueur d'onde d'émission de la région proche infrarouge vers la région infrarouge courte, les matériaux phosphorescentes présentent généralement une augmentation significative de la relaxation non radiative multiphonon, entraînant une diminution du rendement quantique externe, une stabilité thermique réduite et une puissance de sortie insuffisante du dispositif. Li et al. ont récemment rapporté en premier une catégorie de phosphorescence ternaire aux terres rares dopée au Cr3+ efficace : NaLnS2 : Cr3+ (Ln = Lu, Y, Gd). Cette étude propose et valide un nouveau paradigme d'émission infrarouge courte distinct de la modulation traditionnelle du champ cristallin des oxydes, utilisant l'effet d'expansion du nuage électronique induit par la forte covalence des sulfures pour réduire la répulsion entre électrons 3d de Cr3+ et diminuer l'écart énergétique entre l'état excité 4T2 et l'état fondamental 4A2; tout en s'appuyant sur la faible énergie des phonons et le couplage électron-phonon faible du matrice sulfure pour inhiber la perte non radiative d'énergie dans l'émission à longue longueur d'onde, dépassant ainsi la difficulté historique de concilier « longue longueur d'onde, haute efficacité et stabilité thermique » dans les phosphorescence infrarouges courtes dopées au Cr3+.
关键词
émission infrarouge courte; sulfures ternaires de terres rares; Cr3+; LED à conversion fluorescente