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Efficient and Tunable Luminescence in Ga2–xInxO3:Cr3+ for Near-Infrared Imaging
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2021-06-29 , DOI: 10.1021/acsami.1c05949 Jiyou Zhong 1 , Ya Zhuo 2 , Fu Du 3 , Hongshi Zhang 1 , Weiren Zhao 1 , Jakoah Brgoch 2
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2021-06-29 , DOI: 10.1021/acsami.1c05949 Jiyou Zhong 1 , Ya Zhuo 2 , Fu Du 3 , Hongshi Zhang 1 , Weiren Zhao 1 , Jakoah Brgoch 2
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Broadband near-infrared (NIR) emitting materials are in great demand as next-generation smart NIR light sources. In this work, a Cr3+-substituted phosphor capable of efficiently converting visible to NIR light is developed through the solid solution, Ga2–xInxO3:Cr3+ (0 ≤ x ≤ 0.5). The compounds were prepared using high-temperature solid-state synthesis, and the crystal and electronic structure, morphology, site preference, and photoluminescence properties are studied. The photoluminescence results demonstrate a high quantum yield (88%) and impressive absorption efficiency (50%) when x = 0.4. The NIR emission is tunable across a wide range (713–820 nm) depending on the value of x. Moreover, fabricating a prototype of a phosphor-converted NIR light-emitting diode (LED) device using 450 nm LED and the [(Ga1.57Cr0.03)In0.4]O3 phosphor showed an output power that reached 40.4 mW with a photoelectric conversion efficiency of 25% driven by a current of 60 mA, while the resulting device was able to identify damaged produce that was undetectable using visible light. These results demonstrate the outstanding potential of this phosphor for NIR LED imaging applications.
中文翻译：
Ga 2– x In x O 3 :Cr 3+ 中用于近红外成像的高效和可调发光
宽带近红外 (NIR) 发射材料作为下一代智能 NIR 光源的需求量很大。在这项工作中，通过固溶体 Ga 2– x In x O 3 :Cr 3+ (0 ≤ x ≤ 0.5)开发了一种能够有效地将可见光转换为 NIR 光的 Cr 3+取代磷光体。采用高温固相合成法制备了这些化合物，并研究了其晶体和电子结构、形貌、位点偏好和光致发光特性。光致发光结果表明当x时具有高量子产率 (88%) 和令人印象深刻的吸收效率 (50%)= 0.4。根据x的值，NIR 发射可在很宽的范围 (713–820 nm) 内进行调谐。此外，使用 450 nm LED 和 [(Ga 1.57 Cr 0.03 )In 0.4 ]O 3荧光粉制造荧光粉转换 NIR 发光二极管 (LED) 器件的原型，显示出通过光电转换达到 40.4 mW 的输出功率由 60 mA 电流驱动的效率为 25%，而由此产生的设备能够识别使用可见光无法检测到的损坏产品。这些结果证明了这种磷光体在 NIR LED 成像应用中的巨大潜力。
更新日期：2021-07-14
中文翻译：
Ga 2– x In x O 3 :Cr 3+ 中用于近红外成像的高效和可调发光
宽带近红外 (NIR) 发射材料作为下一代智能 NIR 光源的需求量很大。在这项工作中，通过固溶体 Ga 2– x In x O 3 :Cr 3+ (0 ≤ x ≤ 0.5)开发了一种能够有效地将可见光转换为 NIR 光的 Cr 3+取代磷光体。采用高温固相合成法制备了这些化合物，并研究了其晶体和电子结构、形貌、位点偏好和光致发光特性。光致发光结果表明当x时具有高量子产率 (88%) 和令人印象深刻的吸收效率 (50%)= 0.4。根据x的值，NIR 发射可在很宽的范围 (713–820 nm) 内进行调谐。此外，使用 450 nm LED 和 [(Ga 1.57 Cr 0.03 )In 0.4 ]O 3荧光粉制造荧光粉转换 NIR 发光二极管 (LED) 器件的原型，显示出通过光电转换达到 40.4 mW 的输出功率由 60 mA 电流驱动的效率为 25%，而由此产生的设备能够识别使用可见光无法检测到的损坏产品。这些结果证明了这种磷光体在 NIR LED 成像应用中的巨大潜力。
京公网安备 11010802027423号