发光与显示团队在近红外LED研究方面取得系列进展

近日，151amjs澳金沙门发光与显示课题组与香港城市大学王锋教授团队合作，在近红外荧光无损检测领域取得新进展，相关工作“Rapid Nondestructive Detection Enabled by an Ultra-Broadband NIR pc-LED”以河北大学为第一单位发表在《Laser & Photonics Reviews》(2022, 2200012)，索浩博士为该论文的第一作者兼通讯作者，博士研究生王宇为共同第一作者，王志军教授为共同通讯作者。另外两项工作“Ultra-Broadband and High Efficiency Near-Infrared Gd₃Zn_xGa_5-2xGe_xO₁₂:Cr³⁺ (x=0-2.0) Garnet Phosphors via Crystal Field Engineering”和“Highly Efficient and Stable Near-Infrared Broadband Garnet Phosphor for Multifunctional Phosphor-Converted Light-Emitting Diodes”分别发表在《Chemical Engineering Journal》(2022, 437, 135346)和《Advanced Optical Materials》(2022, 2200415)，第一作者均为硕士研究生王野，李盼来教授和王志军教授为共同通讯作者。

近红外LED凭借在安全监测、食品安全、现代农业、夜视、光伏领域、医疗诊断等方面具有许多潜在应用而受到广泛关注。但是，目前报道的近红外发光荧光粉仍然存在发光效率低、半峰宽窄、热稳定性差等不足，一定程度上限值了其商业化应用。基于此，发光与显示团队报道了一系列具有优异发光和光电转换特性的近红外发光材料。通过阳离子取代策略，分别采用Zn²⁺-Ge⁴⁺或Y³⁺-In³⁺代替Gd₃Ga₅O₁₂中的Ga³⁺-Ga³⁺离子对，获得了具有高内量子效率（81.8%）和高热稳定性（94.1%@375 K）的近红外发光材料。通过调控能量传递过程，双钙钛矿La₂MgHfO₆:Cr³⁺/Yb³⁺近红外发射的内/外量子效率、半峰宽和热稳定性得到了显著提高。研究团队进一步将荧光粉制备成小型近红外发光二极管，在植物照明、夜视、生物组织穿透、葡萄糖浓度检测方面展现了优越的性能。此外，团队还首次将制备的近红外LED应用于电缆断点等结构故障方面的快速检测，为设计宽带近红外发射荧光粉提供了一种新颖的切入点，在工业检测和医疗诊断的实际应用方面具有指导意义。

以上工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金杰出/优秀青年项目、香江学者计划、河北大学高层次人才启动项目等经费的资助。

《Laser & Photonics Reviews》、《Advanced Optical Materials》是光学领域的国际著名期刊，涵盖了光学科学各个方面的研究，由Wiley-VCH出版，包含综述、论文、快讯文章等内容。

1. https://doi.org/10.1002/lpor.202200012

2. https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135346

3. https://doi.org/10.1002/adom.202200415