Phosphores Ni2+-Dopés en Garnet d'Aluminium et de Gallium d'Yttrium : Ingénierie de la Bande Interdite pour la Luminescence Persistante à Large Bande Ajustable dans l'Infra-Rouge Court et la Photochromie

Les phosphores fonctionnels avec luminescence persistante dans l'infrarouge court (SWIR) ont suscité un intérêt croissant de la part des scientifiques en raison de l'émission auto-soutenable permettant une pénétration plus profonde des tissus, un suivi en temps réel et une analyse non destructive. Dans ce travail, nous rapportons pour la première fois sur les propriétés de luminescence et de photochromie ajustables en longueur d'onde à large bande du garnet d'aluminium et de gallium d'yttrium dopé en nickel divalent. L'émission à large bande ajustable en longueur d'onde, entraînée par le champ cristallin, dans la région de longueur d'onde SWIR, attribuée aux transitions T-3(2)(F-3) -> (3)A(2)(F-3) des ions Ni2+, peut être ajustée de manière contrôlable. L'observation de la luminescence persistante à long terme dans le SWIR peut également être modifiée par l'ingénierie de la bande interdite via le simple ajustement du rapport Ga/Al. De plus, l'observation accompagnante de la photochromie, c'est-à-dire le changement de couleur du corps réversible par un traitement alterné d'illumination/échauffement UV et visible, montre une résistance robuste à la fatigue. La nature des pièges, des centres de couleur, ainsi que le piégeage et le relâchement des électrons sont étudiés par résonance paramagnétique électronique et thermoluminescence. Enfin, un diagramme schématique des niveaux d'énergie est établi pour discuter en détail des mécanismes de luminescence persistante SWIR et de photochromie. Ce travail ouvre une avenue pour motiver les chercheurs à concevoir rationnellement et explorer délibérément de nouveaux phosphores bifonctionnels avec une luminescence persistante à large bande ajustable dans l'infrarouge court et photochromie.