В связи с острой необходимостью компактного источника света для переносного прибора ближнего инфракрасного спектроскопа, фосфоресцентные светодиоды с преобразованием (pc-LED) демонстрируют огромный потенциал. Среди них фосфор, активированный Cr³⁺, для ближнего инфракрасного диапазона считается конкурентоспособной материальной системой благодаря высокой эффективности и возможности настройки длины волны. Однако существующие фосфоры с Cr³⁺ имеют узкую ширину на половине максимума (FWHM<150 нм) и короткую длину волны излучения (λ_em<750 нм). В данном исследовании с помощью совместной замены［Na⁺-Ge⁴⁺］была разработана и синтезирована новая гранатовая структура ближнего инфракрасного фосфора Na₂Lu₂Ga₄GeO₁₂∶Cr³⁺ (NLGG∶Cr³⁺). Под возбуждением синим светом 468 нм оптимизированный образец NLGG∶0.08Cr³⁺ демонстрирует широкополосное излучение с пиком на 780 нм и покрытием от 600 до 1100 нм, с FWHM 196 нм и внутренней и внешней квантовой эффективностью (IQE, EQE) 56% и 22% соответственно. Спектральный анализ и расчеты кристаллического поля подтвердили, что широкополосное излучение обусловлено расположением Cr³⁺ на единственной позиции Ga³⁺ с умеренной силой кристаллического поля. Регулируя концентрацию Cr³⁺, можно получить плавную настройку пика излучения в диапазоне 742~790 нм и FWHM 182~196 нм. Используя данный фосфор и синий светодиодный чип, был изготовлен NIR pc-LED прибор, который продемонстрировал потенциал применения в биомедицинской визуализации, ночном видении и неразрушающем контроле.

Ближний инфракрасный фосфор;Широкополосное излучение;Зарядка Cr³⁺;NIR pc-LED