Emisión cercana al infrarrojo excitada con luz azul y mecanismo de Cs₂ZrCl₆:Pt⁴⁺/Ln³⁺

GAO Mingyuan ,  

WANG Yichao ,  

TANG Liyang ,  

CHENG Xiaomin ,  

TANG Mingyuan ,  

CHEN Baojiu ,  

摘要

Los materiales emisores en el infrarrojo cercano (NIR) excitados por luz azul de alta eficiencia juegan un papel crucial en la imagen biológica y la visión nocturna. Se prepararon materiales emisores NIR de Cs₂ZrCl₆ co-dopados con Ln³⁺ (Cr³⁺, Yb³⁺, Nd³⁺, Er³⁺) y Pt⁴⁺ mediante el método de coprecipitación. Basados en la estructura de doble perovskita de Cs₂ZrCl₆, se logró emisión en múltiples longitudes de onda en la primera (NIR-I) y segunda (NIR-II) ventana del infrarrojo cercano mediante la dopaje con Ln³⁺ (Cr³⁺: 900 nm, Yb³⁺: 1002 nm, Nd³⁺: 1070 nm, Er³⁺: 1539 nm). La sensibilización con Pt⁴⁺ dotó a estos materiales de una importante capacidad de excitación con luz azul, haciéndolos compatibles con chips LED azules. A través del análisis de curvas de decaimiento, se atribuye este proceso a la contribución conjunta de transferencia y migración de energía. La eficiencia cuántica de emisión fotoluminiscente de la muestra dopada con Nd³⁺ alcanzó el 16.0%, y se fabricó un dispositivo LED convertidor de fósforo NIR utilizando este fósforo con un chip LED azul, confirmando el valor potencial de aplicación del fósforo para la imagen nocturna. Mediante la comparación del rendimiento de emisión fotoluminiscente de materiales Cs₂ZrCl₆ dopados con Bi³⁺, Sb³⁺, Te⁴⁺, Pt⁴⁺ y combinando con cálculos de primeros principios, se analizó el mecanismo interno de la capacidad única de absorción de luz azul de Pt⁴⁺, presumiendo que proviene principalmente de una mayor energía de unión del excitón causada por un radio iónico más pequeño, reduciendo así la energía necesaria para la excitación. Estos estudios revelan el impacto de la estructura en el rendimiento de la emisión excitónica autoatrampada y proporcionan referencias para el diseño de materiales de emisión excitónica autoatrampada excitados por luz azul.

关键词

materiales emisores en el infrarrojo cercano; excitón autoatrampado; transferencia de energía; cálculos de primeros principios

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