Regulación por sustitución de aniones F/O de la emisión infrarroja cercana de ZnGa2O4∶Cr3+

WU Yubo ,  

YU Shijie ,  

HUANG Qianxing ,  

SHAO Qiyue ,  

摘要

Se preparó una serie de fósforos ZnGa2O4∶xCr3+,yMgF2 mediante el método de estado sólido a alta temperatura, y se estudiaron su estructura de fase y propiedades de emisión. Los resultados muestran que el ion F es el principal responsable en la dopaje con MgF2, la sustitución de aniones F/O forma centros emisores locales diferentes[CrO6]y[Cr(O,F)6], que amplía significativamente el espectro de emisión de ZnGa2O4∶Cr3+. Al aumentar la concentración de Cr3+, el espectro de emisión se desplaza continuamente hacia el rojo, logrando una emisión ajustable en el rango de longitud de onda 689~900 nm; los análisis espectroscópicos estables y transitorios indican que el gran desplazamiento hacia el rojo del pico se debe a la transferencia de energía entre diferentes centros emisores Cr3+. La muestra optimizada ZnGa2O4∶0.1Cr3+,0.2MgF2 (ZMGOF∶0.1Cr3+) muestra un buen rendimiento integral, con emisión de banda ancha en el infrarrojo cercano de 700 a 1200 nm bajo excitación azul, longitud de onda pico a 885 nm y ancho a media altura de 215 nm; posee una eficiencia luminosa y estabilidad térmica sobresalientes, con eficiencias cuantales internas y externas de 92.3% y 48.1% respectivamente, y una retención de intensidad a 100 ℃ de aproximadamente 89.6%. Los dispositivos LED encapsulados con el fósforo ZMGOF∶0.1Cr3+ presentan una potencia óptica de salida de luz infrarroja cercana de aproximadamente 34.5 mW bajo una corriente de 100 mA y una eficiencia de conversión energética de aproximadamente 12.3%.

关键词

fósforo;LED;infrarrojo cercano;activación Cr3+;sustitución aniónica

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