Sr^2+/Ba^2+ регулировка замещения и влияние на широкополосное ближнепурпурное излучение (Sr,Ba)^3MgTa^2O^9: Cr^3+ и его применение в устройствах LED в ближнем инфракрасном диапазоне

SUN Jianfeng ,  

JI Shijun ,  

MENG Zehan ,  

XIN Haoyang ,  

ZHAO Yonglei ,  

YAN Kaiyi ,  

摘要

Ближнепурпурный флуоресцентный порошок, преобразующий светодиоды (pc-LED), имеет важное прикладное значение в области бесконтактного анализа, машинного зрения и биомедицинского изображения. В настоящее время, разработка эффективного широкополосного регулируемого флуоресцентного порошка в ближнем инфракрасном диапазоне для ближнепурпурного флуоресцентного порошка pc-LED стала все более важной темой для исследователей материалов. В данной работе сначала синтезированы два вида ближнепурпурного флуоресцентного порошка с кальциевотитанатной структурой с использованием высокотемпературного твердофазного метода, Sr^3MgTa2O9∶Cr^3+ и Ba^3MgTa2O9∶Cr^3+, оба имеют широкий спектр излучения ближнего инфракрасного диапазона в диапазоне длин волн 700~1 000 нм. Дальнейшее непрерывное настройка излучения в ближнем инфракрасном диапазоне 786~848 нм достигается за счёт регулировки пропорции примеси Sr^2+/Ba^2+ в флуоресцентном порошке (Sr(1-m)Ba(m))^3MgTa2O9∶Cr^3+, что обусловлено постепенным ослаблением интенсивности кристаллического поля Cr^3+ на кристаллографических позициях Mg^2+. Типичный флуоресцентный порошок стронция и бария ⟩ магниевого титаната Sr0.4Ba0.6MgTa2O9∶0.015Cr^3+ обладает высоким внутренним квантовым выпуском (82,1%) и хорошей теплостойкостью (I423K/I298K=73,6%), его характеристики могут соперничать с некоторыми уже описанными флуоресцентными порошками в ближнем инфракрасном диапазоне. Наконец, прототип устройства »LED pc-LED в ближнем инфракрасном диапазоне с использованием этого флуоресцентного порошка позволяет получить 13,7 мВт ближнего инфракрасного светового потока при токе 60 мА, что показывает практический потенциал этого флуоресцентного порошка в области инфракрасного изображения вен и ночного видения. В этой исследовательской работе на основе прототипов минеральной структуры и стратегии ионной замены разработаны новые ближнепурпурные флуоресцентные порошки с кальциевотитанатной структурой и превосходными световыми характеристиками, что послужит основанием для проектирования широкополосного регулируемого ближнепурпурного флуоресцентного порошка с примесями иона Cr^3+.

关键词

(Sr, Ba)^3MgTa^2O^9:Cr^3+; структура титаната; ближнепурпурное излучение; кристаллическое поле; b-LED в ближнем инфракрасном диапазоне

阅读全文