Cs₂ZrCl₆:Pt⁴⁺/Ln³⁺ emisión cercana al infrarrojo excitada por luz azul y mecanismo

GAO Mingyuan ,  

WANG Yichao ,  

TANG Liyang ,  

CHENG Xiaomin ,  

TANG Mingyuan ,  

CHEN Baojiu ,  

摘要

Los materiales emisores en el rango cercano al infrarrojo (NIR) excitados eficientemente por luz azul juegan un papel crucial en la imagen biológica y la visión nocturna. Se prepararon materiales emisores NIR de Cs₂ZrCl₆ codopados con Ln³⁺ (Cr³⁺, Yb³⁺, Nd³⁺, Er³⁺) y Pt⁴⁺ mediante un método de coprecipitación. Basados en una estructura de doble perovskita, los materiales Cs₂ZrCl₆ logran emisiones en múltiples longitudes de onda en las regiones NIR-I y NIR-II mediante la dopaje con Ln³⁺ (Cr³⁺: 900 nm, Yb³⁺: 1002 nm, Nd³⁺: 1070 nm, Er³⁺: 1539 nm). La sensibilización con Pt⁴⁺ confiere a estos materiales una capacidad importante de excitación con luz azul, adecuándose a chips LED azules. El análisis de las curvas de decaimiento atribuye este proceso a la acción conjunta de la transferencia y migración de energía. La eficiencia cuántica de emisión fotoluminiscente de las muestras dopadas con Nd³⁺ alcanza el 16,0 %, y con este fósforo y chips LED azules se fabricaron dispositivos LED de conversión de fósforo infrarrojo cercano, confirmando el valor potencial del fósforo en aplicaciones de visión nocturna. Al comparar las propiedades fotoluminiscentes de materiales Cs₂ZrCl₆ dopados con Bi³⁺, Sb³⁺, Te⁴⁺ y Pt⁴⁺ junto con cálculos de primeros principios, se analizó el mecanismo único de absorción de luz azul de Pt⁴⁺, que se atribuye principalmente a la alta energía de enlace excitónico causada por un pequeño radio iónico, lo que reduce la energía necesaria para la excitación. Estos estudios revelan el impacto de la estructura en el rendimiento de la luminiscencia de excitones autoatrapados, proporcionando una referencia para el diseño de materiales de excitones autoatrapados excitados por luz azul.

关键词

Materiales emisores en el infrarrojo cercano;excítones autoatrapados;transferencia de energía;cálculos de primeros principios

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