Emisión de infrarrojo cercano excitada por luz azul en Cs₂ZrCl₆:Pt⁴⁺/Ln³⁺ y su mecanismo

GAO Mingyuan ,  

WANG Yichao ,  

TANG Liyang ,  

CHENG Xiaomin ,  

TANG Mingyuan ,  

CHEN Baojiu ,  

摘要

Los materiales eficientes de emisión en el infrarrojo cercano (NIR) excitados por luz azul desempeñan un papel crucial en la imagen biológica y la visión nocturna. Se prepararon materiales de Cs₂ZrCl₆ codopados con Ln³⁺ (Cr³⁺, Yb³⁺, Nd³⁺, Er³⁺) y Pt⁴⁺ mediante el método de coprecipitación. Los materiales Cs₂ZrCl₆ con estructura de doble perovskita lograron emisiones en múltiples longitudes de onda dentro de las regiones NIR-I y NIR-II mediante la dopaje de Ln³⁺ (Cr³⁺: 900 nm, Yb³⁺: 1002 nm, Nd³⁺: 1070 nm, Er³⁺: 1539 nm). La sensibilización con Pt⁴⁺ otorgó a estos materiales una importante capacidad de excitación por luz azul, haciéndolos compatibles con los chips de luz azul. El análisis de las curvas de decaimiento atribuye este proceso a una cooperación de transferencia y migración de energía. La eficiencia cuántica de fotoluminiscencia de las muestras dopadas con Nd³⁺ alcanzó el 16.0%. Se fabricó un dispositivo LED convertidor de fósforo de infrarrojo cercano utilizando este fósforo y un chip LED azul, confirmando el valor potencial del fósforo en la imagen nocturna. Mediante la comparación de las propiedades fotoluminiscentes de los materiales Cs₂ZrCl₆ dopados con Bi³⁺, Sb³⁺, Te⁴⁺ y Pt⁴⁺, junto con cálculos de primeros principios, se analizó el mecanismo interno de la singular capacidad de absorción de luz azul por Pt⁴⁺, estimándose que se debe principalmente al menor radio iónico que conduce a una mayor energía de unión de excitones, reduciendo así la energía necesaria para la excitación. Estos estudios revelan la influencia de la estructura sobre el rendimiento de emisión de excitones autoatrapados y ofrecen una referencia para el diseño de materiales de emisión de excitones autoatrapados excitados por luz azul.

关键词

Materiales de emisión en el infrarrojo cercano; excitones autoatrapados; transferencia de energía; cálculos de primeros principios

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