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Cr3+↔Fe3+ Energy Transfer Offset Enabling Anti-Thermal Quenching Near-Infrared Emission for Coded Wireless-Communication Applications
Laser & Photonics Reviews ( IF 9.8 ) Pub Date : 2023-12-10 , DOI: 10.1002/lpor.202300668 Fanquan He 1 , Enhai Song 1 , Chuang Zhang 1 , Hui Chang 1 , Guoping Dong 1 , Zhiguo Xia 1, 2 , Weichao Wang 1, 2 , Qinyuan Zhang 1, 2
Laser & Photonics Reviews ( IF 9.8 ) Pub Date : 2023-12-10 , DOI: 10.1002/lpor.202300668 Fanquan He 1 , Enhai Song 1 , Chuang Zhang 1 , Hui Chang 1 , Guoping Dong 1 , Zhiguo Xia 1, 2 , Weichao Wang 1, 2 , Qinyuan Zhang 1, 2
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Broadband near-infrared (NIR) emission phosphors are crucial for the construction of next-generation smart lighting sources; however, the thermal quenching (TQ) issue poses a significant challenge to their applications. In this study, anti-TQ NIR emission is demonstrated in hexafluoride phosphors, using a facile Cr3+/Fe3+ co-doping strategy. Owing to the controlled forward resonance energy transfer (ET) from Cr3+ to Fe3+ and one-phonon-assisted back ET from Fe3+ to Cr3+, the thermally enhanced broadband NIR luminescence is realised in series of fluoride such as Na3FeF6:Cr3+, Na3GaF6:Cr3+, Fe3+, K2NaScF6:Cr3+, Fe3+, etc. By varying the chemical composition of the phosphor, the anti-TQ emission is achieved even upon raising the temperature to ≈423 K. The anti-TQ luminescence mechanism is investigated, and the ET offset effect on luminescence TQ is demonstrated. More importantly, by combining these phosphors with blue InGaN chip, anti-/zero-TQ NIR light emitting diodes with a high photoelectric conversion efficiency even up to 19.13%@20 mA are further fabricated to realize the emerging coded optical wireless-communication applications. These findings can initiate the exploration of NIR phosphors with anti-TQ luminescence properties for advanced optoelectronic applications.
中文翻译：
Cr3+↔Fe3+ 能量转移偏移可实现编码无线通信应用的抗热淬火近红外发射
宽带近红外（NIR）发射荧光粉对于构建下一代智能照明光源至关重要；然而，热淬火（TQ）问题对其应用提出了重大挑战。在这项研究中，使用简单的 Cr 3+ /Fe 3+共掺杂策略在六氟化物荧光粉中证明了抗 TQ NIR 发射。由于从 Cr 3+到 Fe 3+的受控正向共振能量转移（ET）和从 Fe 3+到 Cr 3+的单声子辅助反向 ET ，在一系列氟化物中实现了热增强宽带近红外发光，例如Na 3 FeF 6 :Cr 3+、Na 3 GaF 6 :Cr 3+、Fe 3+、K 2 NaScF 6 :Cr 3+、Fe 3+等。通过改变荧光粉的化学成分，抗TQ即使将温度提高到约 423 K 也能实现发射。研究了抗 TQ 发光机制，并证明了 ET 抵消对发光 TQ 的影响。更重要的是，通过将这些荧光粉与蓝色InGaN芯片相结合，进一步制备出光电转换效率高达19.13%@20 mA的抗/零TQ近红外发光二极管，以实现新兴的编码光无线通信应用。这些发现可以启动对具有抗 TQ 发光特性的近红外荧光粉在先进光电应用中的探索。
更新日期：2023-12-10
中文翻译：
Cr3+↔Fe3+ 能量转移偏移可实现编码无线通信应用的抗热淬火近红外发射
宽带近红外（NIR）发射荧光粉对于构建下一代智能照明光源至关重要；然而，热淬火（TQ）问题对其应用提出了重大挑战。在这项研究中，使用简单的 Cr 3+ /Fe 3+共掺杂策略在六氟化物荧光粉中证明了抗 TQ NIR 发射。由于从 Cr 3+到 Fe 3+的受控正向共振能量转移（ET）和从 Fe 3+到 Cr 3+的单声子辅助反向 ET ，在一系列氟化物中实现了热增强宽带近红外发光，例如Na 3 FeF 6 :Cr 3+、Na 3 GaF 6 :Cr 3+、Fe 3+、K 2 NaScF 6 :Cr 3+、Fe 3+等。通过改变荧光粉的化学成分，抗TQ即使将温度提高到约 423 K 也能实现发射。研究了抗 TQ 发光机制，并证明了 ET 抵消对发光 TQ 的影响。更重要的是，通过将这些荧光粉与蓝色InGaN芯片相结合，进一步制备出光电转换效率高达19.13%@20 mA的抗/零TQ近红外发光二极管，以实现新兴的编码光无线通信应用。这些发现可以启动对具有抗 TQ 发光特性的近红外荧光粉在先进光电应用中的探索。
京公网安备 11010802027423号