Síntesis y control del rendimiento de emisión del fósforo Li3PO4∶Mn5+ emisor de la segunda ventana del infrarrojo cercano

LI Yajie ,  

GUO Renhua ,  

ZHANG Youming ,  

JIN Zhengyuan ,  

JING Lingyan ,  

SONG Enhai ,  

摘要

La fluorescencia en la segunda ventana del infrarrojo cercano (NIR-Ⅱ) posee ventajas únicas en el campo de la imagen fluorescente debido a su mayor profundidad de penetración y mayor resolución de imagen. El ion Mn5+ tiene características de emisión de banda ultraestrecha ubicadas exactamente en la región NIR-Ⅱ, sin embargo, debido a la inestabilidad de su estado de valencia, lograr la emisión luminosa de Mn5+ sigue siendo un desafío. En este trabajo, se sintetizó un sistema de Li3PO4 dopado con Mn mediante el método sólido a alta temperatura, se predijeron las posibles posiciones de dopaje de los átomos de Mn mediante cálculos teóricos, se enfatizó el efecto de la temperatura de calcinación (600~700 ℃) y la atmósfera (aire, oxígeno) sobre la intensidad de emisión a 1120 nm de Mn5+, y se aclaró el mecanismo físico mediante el cual el oxígeno favorece una emisión más fuerte de Mn5+. Finalmente, se obtuvo una muestra con el mejor rendimiento de emisión Li3PO4∶0.01Mn5+ (650 ℃ + oxígeno). Basado en su buena estabilidad térmica (T50=435 K), se preparó un dispositivo LED de infrarrojo cercano de conversión de fósforo (NIR pc-LED) y se exploraron las aplicaciones potenciales de esta fuente de luz en el reconocimiento de información antifalsificación. Este trabajo espera proporcionar una nueva idea para la síntesis y regulación de materiales fluorescentes activados por Mn5+ mediante el método sólido a alta temperatura.

关键词

Mn5+;emisión NIR-Ⅱ;estrategias de regulación;atmósfera de calcinación

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