激活剂间隙位占据诱导氟化物NaHF<sub>2</sub>∶Cr<sup>3+</sup>的高效近红外发光

何帆铨; 宋恩海; 张勤远

doi:10.37188/CJL.20240209

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激活剂间隙位占据诱导氟化物NaHF₂∶Cr³⁺的高效近红外发光

材料合成及性能 | 更新时间：2026-04-14

- 激活剂间隙位占据诱导氟化物NaHF₂∶Cr³⁺的高效近红外发光
- Interstitial Site Occupancy of Activator Induces Highly-efficient Near-infrared Luminescence in Fluoride NaHF₂∶Cr³⁺
- 发光学报 2024年45卷第11期页码：1828-1838
- 作者机构：
  
  1.华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室，光通信材料研究所，广东广州 510641
  2.华南理工大学物理与光电学院，广东广州 510641
- 作者简介：
  
  [ "何帆铨（1998-），男，广东揭阳人，博士研究生，2020年于华南理工大学获得学士学位，主要从事近红外发光材料的研究。E-mail： 1070024913@qq.com" ]
  [ "宋恩海（1985-），男，重庆人，博士，副研究员，博士生导师，2015年于华南理工大学获得博士学位，主要从事过渡金属/稀土掺杂新型发光材料、复合光纤与光纤传感的研究。E-mail： msehsong@scut.edu.cn" ]
  [ "张勤远（1968-），男，新疆乌鲁木齐人，博士，教授，1998 年于中国科学院上海光学精密机械研究所获得博士学位，主要从事发光学与应用、激光材料与器件、玻璃与非晶态的研究。E-mail： qyzhang@scut.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  广东省杰出青年科学基金(2023B1515020059);广西有色金属及特种材料加工重点实验室开放课题(2022GXYSOF09);国家自然科学基金(52322208)
- DOI：10.37188/CJL.20240209
  中图分类号： O482.31
- 收稿：2024-09-12，
  
  修回：2024-10-02，
  
  纸质出版：2024-11-25
- 稿件说明：
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何帆铨,宋恩海,张勤远.激活剂间隙位占据诱导氟化物NaHF₂∶Cr³⁺的高效近红外发光[J].发光学报,2024,45(11):1828-1838.

HE Fanquan,SONG Enhai,ZHANG Qinyuan.Interstitial Site Occupancy of Activator Induces Highly-efficient Near-infrared Luminescence in Fluoride NaHF₂∶Cr³⁺[J].Chinese Journal of Luminescence,2024,45(11):1828-1838.
何帆铨,宋恩海,张勤远.激活剂间隙位占据诱导氟化物NaHF₂∶Cr³⁺的高效近红外发光[J].发光学报,2024,45(11):1828-1838. DOI： 10.37188/CJL.20240209.

HE Fanquan,SONG Enhai,ZHANG Qinyuan.Interstitial Site Occupancy of Activator Induces Highly-efficient Near-infrared Luminescence in Fluoride NaHF₂∶Cr³⁺[J].Chinese Journal of Luminescence,2024,45(11):1828-1838. DOI： 10.37188/CJL.20240209.

摘要

宽带近红外荧光粉转换型发光二极管（pc-LED）作为一种新型固态光源，在夜视照明、食品检测、生物成像等领域受到了广泛的关注。然而，如何实现高效的近红外发射仍然是一个巨大的挑战。本文采用水热法制备了氟化物近红外荧光粉NaHF

∶Cr

，发射峰位于761 nm，半高全宽约为112 nm，其内/外量子效率（IQE/EQE）为72.20%和29.6%。密度泛函理论（DFT）计算和晶体结构分析表明，Cr

离子在NaHF

体系中占据间隙位点，形成了高度畸变的八面体［CrF

］，有利于解除部分宇称禁阻跃迁，使得该荧光粉具有较高的发光效率。将荧光粉NaHF

∶Cr

与蓝光InGaN芯片相结合，制备了近红外输出功率为426.74 mW@300 mA的pc-LED器件，在夜视成像等领域具有一定的应用前景。本研究也为设计高效近红外发射的Cr

激活荧光粉提供了新思路。

Abstract

Broadband near-infrared phosphors converted light-emitting diode （pc

-LED） is a novel solid-state light source， which has received extensive attention in the fields of night vision， food testing， biological imaging，

et al

. Herein， a fluoride phosphor NaHF

∶Cr

peaking at 761 nm with a full width at half maximum （FWHM） of ~112 nm is prepared

via

a facile hydrothermal method， exhibiting a high internal quantum efficiency （IQE） and external quantum efficiency （EQE） of 72.20% and 29.6%， respectively. Density functional theory （DFT） calculations and crystal structural analysis reveal that Cr

ions occupy the interstitial sites in NaHF

to form a highly distorted octahedral ［CrF

］ environment， which is beneficial to relax part of the parity forbidden transition and realize highly efficient luminescence. Combining the phosphor NaHF

∶Cr

and blue InGaN chip， a pc-LED with a maximum NIR output power of 426.74 mW@300 mA is demonstrated， which has promise in night vision. This work also provides new insights into the design of high efficiency near-infrared emission of Cr

activated phosphors.

关键词

Keywords

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