Zn2+掺杂MgGa2O4∶Ni2+近红外二区发光材料制备、表征及其成像应用研究

张琳; 杨健; 李胜男; 王帅; 祝汉成; 严端廷; 徐长山; 刘玉学

doi:10.37188/CJL.20240119

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Zn²⁺掺杂MgGa₂O₄∶Ni²⁺近红外二区发光材料制备、表征及其成像应用研究

材料合成及性能 | 更新时间：2024-08-30

- Zn²⁺掺杂MgGa₂O₄∶Ni²⁺近红外二区发光材料制备、表征及其成像应用研究
- Preparation and Characterization of Zn²⁺-doped MgGa₂O₄∶Ni²⁺ NIR-Ⅱ Phosphors and Their Application in Imaging
- 发光学报 2024年45卷第8期页码：1311-1324
- 作者机构：
  
  东北师范大学物理学院，吉林长春 130024
- 作者简介：
  
  [ "张琳（1998-），女，黑龙江安达人，硕士研究生，2020年于哈尔滨师范大学获得学士学位，主要从事稀土发光材料的制备与应用的研究。" ]
  [ "刘玉学（1967-），男，吉林长春人，博士，教授，博士生导师，2001 年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位，主要从事新型氧化物光电功能材料与应用的研究。 Email:yxliu@nenu. edu. cn" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(12204093;12074062;12374391);the Jilin Scientific and Technological Development Program(20220101018JC)
- DOI：10.37188/CJL.20240119
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2024-08-25，
  
  修回日期：2024-05-06，
- 稿件说明：
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张琳,杨健,李胜男等.Zn²⁺掺杂MgGa₂O₄∶Ni²⁺近红外二区发光材料制备、表征及其成像应用研究[J].发光学报,2024,45(08):1311-1324.

ZHANG Lin,YANG Jian,LI Shengnan,et al.Preparation and Characterization of Zn²⁺-doped MgGa₂O₄∶Ni²⁺ NIR-Ⅱ Phosphors and Their Application in Imaging[J].Chinese Journal of Luminescence,2024,45(08):1311-1324.
张琳,杨健,李胜男等.Zn²⁺掺杂MgGa₂O₄∶Ni²⁺近红外二区发光材料制备、表征及其成像应用研究[J].发光学报,2024,45(08):1311-1324. DOI： 10.37188/CJL.20240119.

ZHANG Lin,YANG Jian,LI Shengnan,et al.Preparation and Characterization of Zn²⁺-doped MgGa₂O₄∶Ni²⁺ NIR-Ⅱ Phosphors and Their Application in Imaging[J].Chinese Journal of Luminescence,2024,45(08):1311-1324. DOI： 10.37188/CJL.20240119.

摘要

通过水热法结合后期真空热处理的方法制备了具有反尖晶石结构的Zn

0.993-

∶0.7％Ni

（

=0~0.5）（ZMGO∶Ni

）近红外二区（NIR-Ⅱ：1 000~1 700 nm）荧光粉。随着Zn

掺杂量的增加，ZMGO∶Ni

粉体样品的粒子尺寸逐渐变大。在635 nm激光激发下，可观测到粉体样品位于~1 279 nm处的宽带发射峰，其可被归属为Ni

的特征发射。此外，Zn

掺杂使样品荧光猝灭的热激活能由244 meV减小到224 meV。采用发光强度最强的ZMGO∶Ni

粉体样品与620 nm红光LED芯片封装成NIR-Ⅱ荧光粉转换LED（NIR-Ⅱ pc-LED），并基于NIR-Ⅱ光穿透能力强和不产生生物组织自荧光的特性，以NIR-Ⅱ pc-LED为光源，分别研究了其在有遮挡情况的夜视成像和生物组织成像上的应用。

Abstract

Herein， a series of Zn

0.993-

∶0.7%Ni

（

=0-0.5）（ZMGO∶Ni

） phosphors with inverse spinel structure were successfully prepared through a hydrothermal method followed by a vacuum heat treatment

， emitting within the 2nd near-infrared transmittance window（NIR-Ⅱ： 1 000-1 700 nm）. The particle size of ZMGO∶Ni

phosphors exhibited a gradual increase with increasing Zn

doping content. Upon excitation by a 635 nm laser， ZMGO∶Ni

phosphors exhibited a broad emission band centered at approximately 1 279 nm， which can be attributed to the characteristic emission of Ni

. Their thermal activation energy is decreased from 244 meV to 224 meV after Zn

doping. A NIR-Ⅱ phosphor-converted light-emitting diode （NIR-Ⅱ pc-LED） was fabricated by employing ZMGO∶Ni

phosphors with the strongest luminescence intensity， in conjunction with a 620 nm red LED chip. Based on high penetration ability， minimal scattering property and auto-fluorescence-free background of NIR-Ⅱ light， night vision imaging with occlusion and tissue imaging were performed using the NIR-Ⅱ pc-LED， respectively.

关键词

光致发光过渡金属离子近红外二区荧光粉

Keywords

photoluminescencetransition metal ionNIR-Ⅱphosphors

references

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