La sorgente luminosa nel vicino infrarosso (NIR), caratterizzata da un rilevamento rapido e non distruttivo, ha un'ampia gamma di applicazioni in diversi campi, tra cui test alimentari, sicurezza, rilevamento, produzione agricola e biomedicina. La disponibilità di un fosforo NIR compatto, altamente efficiente e a basso costo è un fattore chiave per raggiungere la sua ampia applicazione.
I PC-LED NIR, che vantano qualità quali costi inferiori e lunghezza d'onda di emissione regolabile, hanno ricevuto ampia attenzione. La chiave sta nello sviluppo di materiali luminescenti NIR con emissione a banda larga, elevata efficienza luminosa e stabilità termica. Le proprietà luminescenti regolabili di Cr 3+ hanno attirato l'attenzione dei ricercatori.
Tuttavia, la diversità in Cr 3+ i centri di luminescenza tra vari host rappresentano una sfida. Negli studi precedenti, ci sono opinioni diverse sul fatto che la luminescenza nel vicino infrarosso di Cr 3+ deriva da 4-ligando o 6-ligando o 8-ligando. Una ricerca sistematica e approfondita è essenziale per chiarire la relazione tra Cr 3+ l'abitudine di occupazione e le proprietà di risposta della fotoluminescenza.
A tal fine, un team di ricercatori guidato da Gemei Cai presso la Central South University in Cina, ha esaminato le proprietà luminescenti e l'ambiente del campo cristallino di Cr 3+ nella matrice speciale Y2 Mg2 Al2 Si2 O12 con più siti cationici. I PC-LED NIR sono stati realizzati con i fosfori che emettono NIR sviluppati e sono state dimostrate le potenziali applicazioni di queste sorgenti luminose NIR nella visione notturna, nel bioimaging e nel rilevamento non intrusivo.
"Con l'aiuto dell'indagine cristallografica, della caratterizzazione spettroscopica e delle analisi della resistenza del campo cristallino, è stato verificato che Cr1, Cr2 e Cr3 hanno origine da Cr 3+ in Al/SiO4 tetraedrico, Mg/AlO6 ottaedrico e Y/MgO8 siti dodecaedrici, rispettivamente," dice Cai.
"Le potenziali applicazioni per questo PC-LED NIR miniaturizzato assemblato includono la visualizzazione notturna, il bio-imaging e il rilevamento non intrusivo, come dimostrato dalla chiara visualizzazione dei vasi sanguigni in una mano, nonché dalla disposizione di chip e circuiti su una scheda magnetica sotto NIR illuminazione."
I risultati, pubblicati sulla rivista Advanced Powder Materials , presente Cr 3+ -fosfori NIR attivati con caratteristiche di eccezionale luminescenza per applicazioni multifunzionali. Lo studio dimostra anche la fattibilità della strategia progettando centri multiluminescenti con un ambiente di campo cristallino intermedio-debole per Cr 3+ per raggiungere le emissioni a banda larga.
Ulteriori informazioni: Gui-Hua Li et al, Ottenimento della luminescenza nel vicino infrarosso a banda larga nei fosfori Y2Mg2Al2Si2O12 attivati da Cr3+ tramite occupazione multisito, Materiali in polvere avanzati (2024). DOI:10.1016/j.apmate.2024.100186
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