铬掺杂橄榄石型荧光粉的价态调控实现超宽带短波红外高效发射

研究人员通过调控氢气氛成功制备出高效铬掺杂橄榄石型荧光粉LiScSiO4，该材料在470 nm激发下产生中心波长1190 nm、半峰宽达325 nm的超宽带短波红外(SWIR)发射。通过将Cr4+还原为Cr3+，使内量子效率(IQE)提升至73.46%，热稳定性达60.9%@100°C，所构建的pc-LED器件输出功率达20.07 mW，为夜视和水含量检测提供新方案。

　　

这项突破性研究展示了通过精确控制氢气氛实现铬离子价态转换的巧妙策略。科研团队采用高温固相反应法合成的LiScSiO₄:Cr³⁺荧光材料，在蓝光激发下展现出惊人的短波红外(SWIR)发光性能——发射光谱宛如宽阔的山脉，横跨325纳米波长范围。

研究揭示氢处理就像神奇的化学剪刀，能有效剪除有害的Cr⁴⁺并促进其转化为发光主力Cr³⁺。材料表现出高达11.4的黄-里斯因子(Huang-Rhys factor)，如同热烈的电子-声子共舞(EPC)，这正是造就超宽发射带的秘密。

更令人振奋的是，封装后的荧光粉转换发光二极管(pc-LED)在950 mA驱动电流下，能释放20.07毫瓦的SWIR光束。这种"夜视眼"材料不仅能在黑暗中明察秋毫，还能化身酒精含水量检测的"火眼金睛"，为生物医学检测和安防监控开辟新途径。