Sulfuro de tierras raras con fuerte covalencia y baja energía de fonones: resolver el dilema de eficiencia y estabilidad en la emisión infrarroja de onda corta del Cr3+
Los LED de conversión fluorescente basados en "chip de GaN azul + fósforo infrarrojo cercano de onda corta" tienen las ventajas de tamaño pequeño, bajo consumo de energía, espectro amplio, bajo costo y fácil integración, y se consideran una importante ruta tecnológica para construir una fuente de luz infrarroja de onda corta portátil e inteligente. Sin embargo, a medida que la longitud de onda de emisión se desplaza del infrarrojo cercano hacia el infrarrojo de onda corta, los materiales fósforo suelen mostrar un aumento significativo de la relajación no radiativa multisono, lo que conduce a una disminución de la eficiencia cuántica externa, menor estabilidad térmica y potencia de salida insuficiente del dispositivo. Li y colaboradores reportaron recientemente por primera vez una clase eficiente de fósforo ternario de tierras raras dopado con Cr3+: NaLnS2: Cr3+ (Ln = Lu, Y, Gd). Este estudio propone y verifica un nuevo paradigma de emisión infrarroja de onda corta diferente al control tradicional del campo cristalino de oxígeno, utilizando el efecto de expansión de la nube electrónica inducido por la fuerte covalencia del sulfuro para reducir la repulsión entre electrones 3d de Cr3+ y disminuir la brecha energética entre el estado excitado 4T2 y el estado fundamental 4A2; al mismo tiempo, se basa en la baja energía de fonones y el débil acoplamiento electrón-fonón de la matriz de sulfuro para inhibir la pérdida de energía no radiativa en la emisión de onda larga, superando así el desafío a largo plazo de "larga onda, alta eficiencia y estabilidad térmica" en fósforos infrarrojos de onda corta dopados con Cr3+.
关键词
emisión infrarroja de onda corta; sulfuros ternarios de tierras raras; Cr3+; LED de conversión fluorescente