通过Cr3+敏化作用实现在可见光激发下稀土离子掺杂Cs2NaScCl6的高效的近红外发光

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Brief background

近红外光源由于大的穿透深度、对生物体损坏低、弱的热效应等特点，从而在食品分析、温度传感和近红外成像等领域得到了广泛的应用。然而，传统的近红外光源，如钨丝灯和卤素灯具有大体积、低的发光效率、短的使用寿命等缺点。最近，将商用LED芯片与高效近红外发光材料相结合的近红外荧光粉转换发光二极管（pc-LED）由于其独特的优势，包括低成本、结构紧凑、效率高和长使用寿命等优点，在近红外光源的应用中具有极大的潜力。作为NIR pc-LED的重要组成部分，开发具有高发光效率和优异稳定性的近红外发光材料对制备高性能NIR pc-LED起着至关重要的作用。近些年来，稀土离子（Ln3+）掺杂双钙钛矿材料由于其优异的稳定性和独特的光学特性从而得到了广泛的关注。最近的研究表明，ns2金属离子（Sb3+、Bi3+）和Ln3+共掺杂的双钙钛矿可以有效增强Ln3+的NIR发光强度。然而，这些材料的激发波长被限制在紫外光范围内（＜ 400 nm），这对实际应用提出了挑战。

Problem addressed

广西大学邹炳锁团队在EcoMat发表研究论文，分别合成了Cr3+/ Er3+共掺杂和Cr3+/Tm3+共掺杂的稀土基Cs2NaScCl6双钙钛矿，通过Cr3+到Ln3+的能量转移，从而实现在可见光激发下Ln3+的近红外发光。此外，Cr3+/Er3+共掺杂Cs2NaScCl6和Cr3+/Tm3+共掺杂Cs2NaScCl6都具有超高发光量子产率。进一步，基于合成Cr3+/Tm3+共掺杂Cs2NaScCl6优异的光学性质，展示了其在NIR成像和夜视中的应用。最后，该团队还报道了Cr3+/Tm3+/Er3+三掺杂Cs2NaScCl6，并将其进一步应用于光学测温。

Major highlights

(1) 通过Cr3+到Ln3+离子的能量转移，实现了在可见光激发下Ln3+的近红外发光。

(2) 在可见光激发下Cr3+/Er3+共掺杂和Cr3+/Tm3+共掺杂Cs2NaScCl6都具有超高的发光效率，分别为60% (Er3+发光: ∼26%) 和 68% (Tm3+ 发光: ∼56%)。

(3) 制备了Cr3+/Tm3+/Er3+三掺杂Cs2NaScCl6，并成功展示了其在光学测温中的应用。

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《生态材料（英文）》（EcoMat）是由香港理工大学与Wiley共同出版的开放获取旗舰期刊，聚焦绿色能源与环境领域的先进功能材料，旨在成为国际高质量的跨学科科学研究交流平台。期刊2022年度影响因子为14.6，JCI指数1.28，5年影响因子14.7，2022年度CiteScore为15，篇均来源期刊标准影响指标为1.647。在材料科学各领域位列前茅，其中科院分区为材料科学2区、材料科学综合3区、绿色可持续发展技术3区、物理化学2区。先后收录于DOAJ、SCIE、 ESCI等数据库。

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