Cs₂ZrCl₆:Pt⁴⁺/Ln³⁺ возбуждение синим светом ближнего инфракрасного излучения и механизм

GAO Mingyuan ,  

WANG Yichao ,  

TANG Liyang ,  

CHENG Xiaomin ,  

TANG Mingyuan ,  

CHEN Baojiu ,  

摘要

Высокоэффективные материалы ближнего инфракрасного (NIR) излучения, возбуждаемые синим светом, имеют решающее значение в области биомедицинской визуализации и ночного видения. Синтезированы материалы NIR-излучения Cs₂ZrCl₆, совместно легированные Ln³⁺ (Cr³⁺, Yb³⁺, Nd³⁺, Er³⁺) и Pt⁴⁺ методом совместного осаждения. На основе структуры двойного перовскита Cs₂ZrCl₆ реализована эмиссия в различных длинах волн ближнего инфракрасного диапазона I (NIR-I) и II (NIR-II) за счет легирования Ln³⁺ (Cr³⁺: 900 нм, Yb³⁺: 1002 нм, Nd³⁺: 1070 нм, Er³⁺: 1539 нм). Сенситизация Pt⁴⁺ обеспечила этим материалам важные способности возбуждения синим светом, что делает их совместимыми с синими светодиодными чипами. Анализ кривых затухания показал, что процесс обусловлен совместным действием переноса и миграции энергии. Квантовый выход фотолюминесценции образца с Nd³⁺ достиг 16.0%, и на основе этого фосфора и синего светодиодного чипа был изготовлен NIR-фосфороксидный светодиодный прибор, что подтверждает потенциальное применение этого фосфора в ночном видении. Сравнительный анализ фотолюминесцентных свойств Cs₂ZrCl₆ с допированием Bi³⁺, Sb³⁺, Te⁴⁺ и Pt⁴⁺ в сочетании с расчетами из первых принципов позволил проанализировать внутренний механизм уникальной способности Pt⁴⁺ к поглощению синего света, предполагая, что это главным образом связано с большей энергией связанного экситона из-за меньшего ионного радиуса, что снижает энергию возбуждения. Эти исследования раскрывают влияние структуры на свойства самозахваченного экситонного излучения и предоставляют руководство для разработки материалов с синим возбуждением самозахваченного экситона.

关键词

материалы ближнего инфракрасного излучения; самозахваченный экситон; перенос энергии; расчеты из первых принципов

阅读全文