Síntese e propriedades de emissão do fósforo no infravermelho próximo com alta estabilidade térmica BaY2Al2Ga2SiO12∶Cr3+

YUAN Weihong ,  

PANG Ran ,  

ZHANG Su ,  

ZHANG Hongjie ,  

摘要

Nos últimos anos, os diodos emissores de luz com conversão de fósforo no infravermelho próximo (NIR pc⁃LED) têm atraído ampla atenção nos campos de visão noturna, imagiologia biológica e inspeção não destrutiva. No entanto, obter um fósforo no infravermelho próximo que combine alta eficiência quântica e excelente estabilidade térmica continua sendo um grande desafio. Neste artigo, foi sintetizado um novo fósforo no infravermelho próximo BaY2Al2Ga2SiO12∶Cr3+ (BYAGSO∶Cr3+) pelo método sólido em alta temperatura, e estudadas sistematicamente a estrutura e as propriedades de emissão do material. Sob excitação com luz azul de 440 nm, o espectro de emissão do fósforo BYAGSO∶Cr3+ apresenta emissão mista de linhas nítidas e banda larga na faixa de 650 a 850 nm, originada das transições proibidas de spin 2E→4A2 e das transições permitidas de spin 4T2→4A2 do Cr3+. Essa emissão no infravermelho próximo demonstra uma eficiência quântica considerável e boa estabilidade térmica, com eficiência quântica externa otimizada de 30,3%, e a intensidade de emissão da amostra a 200 ℃ mantém 99% da intensidade em temperatura ambiente. Ao combinar o fósforo BYAGSO∶Cr3+ com um chip LED azul de 450 nm, foi encapsulado um dispositivo NIR pc⁃LED. Este dispositivo apresenta potência de saída de 70,83 mW a uma corrente de condução de 300 mA; a eficiência de conversão fotoelétrica é de 11,20% a 20 mA. Os resultados indicam que o BYAGSO∶Cr3+ possui boas perspectivas de aplicação na área de NIR pc⁃LED.

关键词

emissão no infravermelho próximo;Cr3+;estabilidade térmica;eficiência quântica;diodo emissor de luz com conversão de fósforo

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