Emissão NIR Simultânea e Melhoria da Estabilidade Térmica em Fosforos NIR do Tipo Granatóide através do Efeito Sinérgico da Distorção da Rede e Aumento da Rigidez

Resumo Embora tenha havido avanços significativos no desenvolvimento de fosforos de infravermelho próximo (NIR) ativados por Cr 3+ , ainda persiste o desafio de desenvolver fosforos NIR altamente eficientes e termicamente estáveis. Aqui, os fosforos da solução sólida Ca 4‐x Zn x HfGe 3 O 12 :0.03Cr 3+ com emissão NIR de 834–806 nm são construídos substituindo Zn 2+ por Ca 2+ , facilitando assim a formação do site de luminescência ZnO 6 . A coexistência dos centros de luminescência HfO 6 e Zn/CaO 6 é confirmada através de cálculos DFT, espectroscopia de fotoluminescência resolvida no tempo (TRPL) e espectroscopia de fotoluminescência a baixa temperatura (77 K). A formação do ZnO 6 resolve efetivamente o problema de desajuste da rede entre Cr 3+ e Ca 2+ . Além disso, o aumento simultâneo da intensidade de luminescência e da estabilidade térmica é realizado através de uma combinação sinérgica de distorção da rede e aumento da rigidez. Ao otimizar a concentração de substituição do Cr 3+ , a eficiência quântica interna (IQE) de 92% e uma eficiência quântica externa (EQE) de 29% são finalmente alcançadas. Enquanto isso, a estabilidade térmica também é aumentada de 59%@400 K (x = 0) para 81%@400 K (x = 0.8). Os diodos emissores de luz (LEDs) convertidos por fosforos NIR desenvolvidos apresentam perspectivas promissoras nos campos de segurança, biomedicina, testagem não destrutiva e identificação rápida.