北京科技大学刘泉林课题组 | Cr3+掺杂的双钙钛矿锑酸盐：NIR-I 到 NIR-II 可调的高效发光材料

荧光粉转换的近红外（NIR）发光二极管(pc-LED)光源具有光谱可调和宽谱发射的优势，在无损检测和生物医学领域有着重要的应用；然而，目前缺乏稳定高效的长波长（>850 nm）宽带NIR荧光粉。近日，北京科技大学材料科学与工程学院刘泉林教授课题组利用Cr³⁺发光易被晶体场调控的特性，选择双钙钛矿锑酸盐为基质，设计和制备出了系列高效宽带NIR发光材料，即A₂MSbO₆:Cr³⁺（A=Ca、Sr、Ba；M=Ga、In、Sc、Y）。通过改变基质成分，A₂MSbO₆:Cr³⁺可以实现发光峰位从NIR-I (825 nm) 到 NIR-II (1010 nm) 可调的宽带近红外发光。这项工作提供了一种寻找高效宽带NIR发光材料的策略。

A₂MSbO₆:Cr³⁺由[MO₆]和[SbO₆]八面体通过角共享的方式构成，较大的A离子占据其中的间隙。成分的改变导致晶体结构从立方到四方和单斜晶系的变化，但均为双钙钛矿结构类型。Cr³⁺均取代 M 位阳离子，发射波长随基质阳离子半径的增加而增加。Ca2ScSbO6:Cr3+具有优异的NIR发光性能，在绿光激发下，Ca₂ScSbO₆:Cr³⁺呈现出850 nm 中心的宽带发射，发光内量子效率为84.5%；410 K时，发光热稳定性可保持71%。对于具有较长波发射（920 nm）的Sr₂InSbO₆:Cr³⁺荧光粉，其内量子效率达到63.2%。最后，课题组制备了使用 Ca₂ScSbO₆:Cr³⁺荧光粉的pc-LED 器件，以展示荧光粉在无损检测及生物医学领域的潜在应用。

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Cr³⁺-Doped double perovskite antimonates: efficient and tunable phosphors from NIR-I to NIR-II

Meng Zhao, Shengqiang Liu, Hao Cai, Fangyi Zhao, Zhen Song and Quanlin Liu

Inorg. Chem. Front., 2022, 9, 4602-4607

https://doi.org/10.1039/D2QI01093C

*文中图片皆来源上述文章

通讯作者简介

刘泉林 教授

北京科技大学 材料科学与工程学院

刘泉林教授于1998年获中科院物理研究所理学博士学位。1998-2005年在中科院物理研究所任助理研究员、副研究员；期间，2001-2003年在日本国家材料研究所做STA博士后。2005年至今，在北京科技大学任教授。主要研究方向是稀土/过渡族金属掺杂的无机发光材料。

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