Ca_(2)TbHf_(2)Al_(3)O_(12)∶Ce^(3+),Cr^(3+)石榴石荧光材料的宽带近红外发射与能量传递

近红外荧光转换型发光二极管(pc‐LED)在光谱分析、生物成像、夜视照明等领域有重要应用价值,得到了人们的广泛关注。本文采用高温固相法制备了一系列Ca_(2)TbHf_(2)Al_(3)O_(12)∶Ce^(3+),xCr^(3+)(CTHAO∶Ce^(3+),xCr^(3+))近红外荧光材料,通过粉末XRD表征结合结构精修技术确定制备的CTHAO∶Ce^(3+),xCr^(3+)为纯相石榴石结构。在该样品中,Tb^(3+)作为基质组成,与掺杂离子Ce^(3+)共同作为Cr^(3+)离子的敏化剂,三者之间存在多种能量传递效应,通过光谱及荧光寿命表征证实存在Ce^(3+)→Tb^(3+)、Ce^(3+)→Cr^(3+)、Tb^(3+)→Cr^(3+)的能量传递过程;重点分析了Tb^(3+)向Cr^(3+)的能量传递机制,以偶极‐四极交互作用为主导,能量传递效率可达79.5%。CTHAO∶Ce^(3+),0.02Cr^(3+)在100℃时的近红外发射强度能保持初始强度的36%,计算得到活化能为0.30 eV。将该样品与410 nm芯片相结合制成器件,在驱动电流为200 mA时,近红外最大输出功率可达7.5 mW,光电转换效率为1.2%。本工作研究了通过多重能量传递提高Cr^(3+)的发光,对于设计和开发Cr^(3+)激发的高效近红外发光材料有一定的指导意义。

基于量子点和纳米线复合体系的低维柔性光发射器件

柔性自发光器件是当前照明和显示领域的前沿课题。相比有机发光二极管,无机半导体具有更稳定的物理化学性质,但晶态无机薄膜不具有良好柔韧性,因此,低维纳米线阵列结构成为柔性器件研究新的突破方向。铯铅卤化物钙钛矿量子点具有高发光量子产率,将钙钛矿量子点作为荧光层分散在纳米线阵列中,可以利用钙钛矿材料的高荧光效率,实现可见波段柔性器件。首先制备了氧化锌(ZnO)/氧化镁(MgO)纳米线阵列异质结构,在柔性锌箔基片上构建了金属/绝缘体/半导体异质结光发射器件,实现了源自ZnO纳米线的本征紫外发射和电泵浦紫外随机激光。进而采用纳米线异质结作为短波长激发源、钙钛矿量子点作为荧光层,实现了柔性荧光型暖白光原型器件。