Emissão de infravermelho próximo excitada por luz azul em Cs₂ZrCl₆:Pt⁴⁺/Ln³⁺ e seu mecanismo

GAO Mingyuan ,  

WANG Yichao ,  

TANG Liyang ,  

CHENG Xiaomin ,  

TANG Mingyuan ,  

CHEN Baojiu ,  

摘要

Materiais eficientes emissivos no infravermelho próximo (NIR), excitados por luz azul, desempenham papel crucial em imageamento biológico e visão noturna. Materiais Cs₂ZrCl₆ codopados com Ln³⁺ (Cr³⁺, Yb³⁺, Nd³⁺, Er³⁺) e Pt⁴⁺ foram preparados via método de coprecipitação. Com base na estrutura dupla de perovskita, os materiais Cs₂ZrCl₆ dopados com Ln³⁺ apresentaram emissões em múltiplos comprimentos de onda nas regiões NIR-I e NIR-II (Cr³⁺: 900 nm, Yb³⁺: 1.002 nm, Nd³⁺: 1.070 nm, Er³⁺: 1.539 nm). A sensibilização por Pt⁴⁺ conferiu a esses materiais uma importante capacidade de excitação por luz azul, tornando-os compatíveis com chips de luz azul. A análise das curvas de decaimento atribui esse processo à cooperação entre transferência e migração de energia. A eficiência quântica da fluorescência dos amostras dopadas com Nd³⁺ atingiu 16,0%. Um dispositivo LED conversor de fósforo infravermelho próximo foi fabricado utilizando esse fósforo e um chip LED azul, confirmando o valor potencial do fósforo em imageamento noturno. Comparando as propriedades fotoluminescentes dos materiais Cs₂ZrCl₆ dopados com Bi³⁺, Sb³⁺, Te⁴⁺ e Pt⁴⁺, e combinando com cálculos de primeiros princípios, foi analisado o mecanismo intrínseco da exclusiva capacidade de absorção da luz azul do Pt⁴⁺, presumivelmente devido ao menor raio iônico que causa maior energia de ligação do exciton, reduzindo assim a energia necessária para a excitação. Estes estudos revelam a influência da estrutura no desempenho da emissão de excitons autoaprisionados, oferecendo referência para o design de materiais de emissão de excitons autoaprisionados excitados por luz azul.

关键词

Materiais de emissão no infravermelho próximo; excitons autoaprisionados; transferência de energia; cálculos de primeiros princípios

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