近日,大连海事大学教授田莹团队在蓝光LED泵浦高效近红外光源领域取得新进展,通过设计硫化物中的阳离子和晶体结构,使NaLaS2:Yb3+荧光粉的吸收覆盖整个蓝光区,与商用蓝光LED芯片发射位置匹配。相关成果发表于Laser&Photonics Reviews。
近红外光以其深层穿透、无损伤及不可见等独特优势,在生物成像、无损检测与夜视等领域具有重要应用。然而,传统近红外光源受限于体积大、效率低、成本高等瓶颈,发展面临严峻挑战。荧光粉转换型LED(pc-LED)技术被视为理想的替代方案,其核心在于蓝光激发的高效近红外荧光粉的开发。目前,可被商用蓝光LED有效激发的近红外荧光粉主要依赖于Cr3+离子掺杂。然而,Cr3+离子的d-d跃迁具有部分禁戒性质,导致光子吸收效率低。相比之下,电荷迁移态(CTS)属于允许跃迁,可以实现极强的吸收。但电荷迁移态吸收位置大都位于紫外区。因此,将CTS能级红移至蓝光区,以构建全新的蓝光敏化机制,是推动新一代高效近红外光源技术发展的关键。
本工作中,团队成功调节S2-→Yb3+ CTS吸收带向低能方向移动。在450nm激发下,NaLaS2:Yb3+表现出强烈的位于994 nm近红外发射,内、外量子效率分别高达64%和45%。该荧光粉还具有良好的热稳定性,在420K下,发射强度仍保持室温下的88.7%。基于NaLaS2:Yb3+荧光粉制备的近红外pc-LED表现出优异的光电转换效率和近红外输出功率,在无损检测、生物成像和夜视等领域展现出巨大潜力。
该工作为开发蓝光LED泵浦的高效固态光源提供了新的策略。
相关论文信息:https://doi.org/10.1002/lpor.202500750
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