可见光点亮近红外：Cr3+敏化助力稀土离子掺杂Cs2NaScCl6实现可见光下高效近红外发光

Brief background

近红外光源由于大的穿透深度、对生物体损坏低、弱的热效应等特点，从而在食品分析、温度传感和近红外成像等领域得到了广泛的应用。然而，传统的近红外光源，如钨丝灯和卤素灯具有大体积、低的发光效率、短的使用寿命等缺点。最近，将商用LED芯片与高效近红外发光材料相结合的近红外荧光粉转换发光二极管（pc-LED）由于其独特的优势，包括低成本、结构紧凑、效率高和长使用寿命等优点，在近红外光源的应用中具有极大的潜力。作为NIR pc-LED的重要组成部分，开发具有高发光效率和优异稳定性的近红外发光材料对制备高性能NIR pc-LED起着至关重要的作用。近些年来，稀土离子（Ln³⁺）掺杂双钙钛矿材料由于其优异的稳定性和独特的光学特性从而得到了广泛的关注。最近的研究表明，ns²金属离子（Sb³⁺、Bi³⁺）和Ln³⁺共掺杂的双钙钛矿可以有效增强Ln³⁺的NIR发光强度。然而，这些材料的激发波长被限制在紫外光范围内（＜ 400 nm），这对实际应用提出了挑战。

Problem addressed

广西大学邹炳锁团队在EcoMat发表研究论文，分别合成了Cr³⁺/ Er³⁺共掺杂和Cr³⁺/Tm³⁺共掺杂的稀土基Cs₂NaScCl₆双钙钛矿，通过Cr³⁺到Ln³⁺的能量转移，从而实现在可见光激发下Ln³⁺的近红外发光。此外，Cr³⁺/Er³⁺共掺杂Cs₂NaScCl₆和Cr³⁺/Tm³⁺共掺杂Cs₂NaScCl₆都具有超高发光量子产率。进一步，基于合成Cr³⁺/Tm³⁺共掺杂Cs₂NaScCl₆优异的光学性质，展示了其在NIR成像和夜视中的应用。最后，该团队还报道了Cr³⁺/Tm³⁺/Er³⁺三掺杂Cs₂NaScCl₆，并将其进一步应用于光学测温。

Major highlights

(1) 通过Cr³⁺到Ln³⁺离子的能量转移，实现了在可见光激发下Ln³⁺的近红外发光。

(2) 在可见光激发下Cr³⁺/Er³⁺共掺杂和Cr³⁺/Tm³⁺共掺杂Cs₂NaScCl₆都具有超高的发光效率，分别为60% (Er³⁺发光: ∼26%) 和 68% (Tm³⁺ 发光: ∼56%)。

(3) 制备了Cr³⁺/Tm³⁺/Er³⁺三掺杂Cs₂NaScCl₆，并成功展示了其在光学测温中的应用。

Figure:

原文信息：

Weiguo Huang, Hui Peng,* Jinling Huang, Ye Yang, Qilin Wei, Bao Ke, Muhammad Sheraz Khan, Jialong Zhao, Bingsuo Zou,* Efficient near-infrared emission in lanthanum ion doped double perovskite Cs₂NaScCl₆ via Cr³⁺ sensitization under visible light excitation, EcoMat. 2024; e12437

原文链接：https://doi.org/10.1002/eom2.12437