Preparação e propriedades de emissão do fósforo de infravermelho próximo de banda larga BaCa2MgSi2O8:Cr3+ com excelente estabilidade térmica

Wang Shangwei ,  

Chen Xuexia ,  

Yang Wenjia ,  

Shi Xiaoman ,  

Li Wanxi ,  

Pang Ran ,  

摘要

Os fósforos de infravermelho próximo dopados com Cr3+ existentes apresentam defeitos graves de apagamento térmico, dificultando sua adaptação em aplicações de LEDs de conversão de fósforo de infravermelho próximo de alta potência, enquanto as pesquisas atuais se concentram principalmente na otimização do espectro e da eficiência quântica, carecendo de estudos sistemáticos para melhorar a resistência ao apagamento térmico em altas temperaturas. Este artigo seleciona e prepara um fósforo silicato do sistema triclínico BaCa2MgSi2O8 (BCMS) com estrutura de rede altamente rígida, investigando de forma abrangente a estrutura cristalina do material, propriedades de emissão, estabilidade térmica e desempenho em dispositivos por meio de várias técnicas de caracterização. Os resultados dos testes mostram que o Cr3+ ocupa preferencialmente o sítio Mg2+ octaédrico da rede, existindo um único centro emissor, e o material pode emitir um pico de emissão em 803 nm sob excitação azul, cobrindo uma ampla faixa de emissão no infravermelho próximo de 650 a 1000 nm. Graças à forte ligação dos tetraedros SiO4 que envolvem os octaedros MgO6, forma-se uma estrutura rígida e estável, o que inibe significativamente as transições não radiativas em altas temperaturas. A intensidade de emissão mantém-se em 90,84% do valor à temperatura ambiente a 423 K, sem decaimento visível da emissão durante longos períodos de operação em alta temperatura. O dispositivo pc-LED de infravermelho próximo encapsulado apresenta potência ótica de saída que aumenta aproximadamente linearmente com a corrente de condução, exibindo boas características operacionais no geral. Em suma, este fósforo BCMS de alta rigidez melhora efetivamente as deficiências do apagamento térmico de materiais tradicionais de infravermelho próximo à base de cromo e possui amplas perspectivas de aplicação em fontes de luz sólida de infravermelho próximo de alta potência, imagem biomédica e inspeção não destrutiva.

关键词

emissão de infravermelho próximo de banda larga;estabilidade térmica;Cr3+;fósforo para LED conversor

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