В связи с острой необходимостью компактных источников света для портативных ближних инфракрасных спектрометров фосфоресцирующие светодиоды с преобразованием (pc-LED) демонстрируют огромный потенциал. Фосфор, активированный Cr³⁺, в ближнем инфракрасном диапазоне считается высокоэффективной и настраиваемой по длине волны конкурентоспособной материаловой системой. Однако ранее описанные фосфоры Cr³⁺ имеют узкую ширину полосы полувысоты (FWHM < 150 нм) и короткую длину волны излучения (λ_em < 750 нм). В этом исследовании с использованием стратегии совместной замены［Na⁺-Ge⁴⁺］ разработан и синтезирован новый ближний инфракрасный фосфор с гранатовой структурой Na₂Lu₂Ga₄GeO₁₂：Cr³⁺ (NLGG: Cr³⁺). Под возбуждением синим светом 468 нм оптимизированный образец NLGG: 0.08Cr³⁺ демонстрирует широкополосное излучение с пиком при 780 нм и диапазоном 600–1100 нм, FWHM достигает 196 нм, а внутренняя и внешняя квантовые эффективности (IQE, EQE) составляют 56 % и 22 % соответственно. Спектральный анализ и расчеты кристаллического поля подтвердили, что широкополосное излучение связано с занятием Cr³⁺ уникальной позиции Ga³⁺ с умеренной силой кристаллического поля. За счет регулировки концентрации Cr³⁺ возможно непрерывное изменение пика излучения с 742 нм до 790 нм и FWHM с 182 нм до 196 нм. Используя этот фосфор в сочетании с синим светодиодным чипом, был изготовлен NIR pc-LED прибор, который продемонстрировал потенциал применения в биомедицинской визуализации, ночном видении и неразрушающем контроле.

ближнеинфракрасный фосфор;широкополосное излучение;заселение Cr³⁺;NIR pc-LED