近紅外（NIR）光源在生物成像、醫療、食品分析和機器視覺中起著至關重要的作用。

在此，來自廈門大學等單位的研究人員通過占位工程報告了BaMgAl10O17:Cr3+（BAM:Cr3+）中不尋常的寬帶近紅外發射。通過控制Cr3+在兩個不同Al位上的占據率，可以調整BAM:cr3+的發射最大帶寬和光譜帶寬。最佳BAM:0.2Cr3+熒光粉具有銳利的線譜（λem=696nm）和以762nm為中心的寬帶發射，具有約94%的內部量子效率（IQE）。通過將藍色激光二極管與BAM:Cr3+玻璃熒光粉（PiG）組合，演示了一個原型近紅外光源，并顯示了由100mW藍色激光二極管驅動時的近紅外光輸出功率為3.4mW。相關論文以題目為“Broadbandnear-infraredphosphorBaMgAl10O17:Cr3+realizedbycrystallographicsiteengineering”發表在ChemicalEngineeringJournal期刊上。

論文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721008135?via%3Dihub

NIR光譜（NIRS）是一種快速、無損的分析表征工具，廣泛應用于各個領域，包括農業、制藥、食品工業、機器學習和無創健康監測領域。目前使用的近紅外光譜通常是一種昂貴的實驗室臺式儀器。相比之下，新一代NIRS設備的重點是實現便攜式分析和“民主化”。這種普遍的可訪問性促使了智能設備（即手機和手表）與NIRS相結合的想法（例如，將NIRS集成到智能手機中，用于日常生活中的食品檢測），從而促進了對小型寬帶NIR光源的巨大需求。與傳統的近紅外光源（即鹵鎢燈和氙燈）相比，近紅外熒光轉換器件具有更緊湊的結構、更長的壽命和合適的發射光譜，使其成為理想的近紅外光源。因此，制造這種類型的近紅外發光二極管的第一步是開發高效寬帶近紅外熒光粉。

具有3d3電子配置的Cr3+被認為是理想的NIR激活劑候選，因為它具有深紅色到NIR發射，這取決于晶體場強度。到目前為止，有幾種***可以獲得寬帶近紅外熒光粉，如晶體場工程、能量轉移和多晶位占據。有學者通過晶體場工程獲得了Y3-xCaxAl5-xSixO12:Cr3+中的寬帶近紅外發射，半高寬（FWHM）為160nm。也有研究人員利用Cr3+和Yb3+之間的能量轉移，制備了具有320nm大帶寬的近紅外熒光粉Ca2LuZr2al3O12:Cr3+，Yb3+。另有學者報道了La3Ga5GeO14中Cr3+的兩個不同發光中心，這有助于形成330nm的相當大的半高寬。受LMGO:cr3+結果的啟發，作者嘗試通過多晶位工程，利用高溫固相反應***來拓寬BAM:xcr3+的發射光譜。結果表明，當Cr3+濃度增加到x=0.2（即2mol%）時，BAM:Cr3+熒光粉在650-1050nm的近紅外區顯示出顯著的寬帶發射，半高寬為92.6nm。與低Cr3+濃度的樣品相比，Cr3+濃度的變化導致半高寬增加近10倍。（文：愛新覺羅星）

圖1（a，e）BAM:0.2Cr3+的TEM圖像；（b-d，f-i）BAM:0.2cr3+粒子的SEM圖像和Ba、Mg、Al、O和Cr的對應元素映射；（j）BAM:0.2Cr3+的XPS光譜顯示了全掃描調查，以及Ba-3d、Mg-1s、O-1s、Al-2p和Cr-2p元素的。

圖2（a）BAM:0.005Cr3+和BAM:0.2Cr3+的發光光譜（b）BAM:xCr3+的發光光譜。（c）BAM:0.005cr3+和（d）BAM:0.2cr3+在399nm激發下的衰減時間曲線。（e）八面體對稱d3電子構型的Tanabe-Sugano圖和BAM中Cr1和Cr2離子之間的（f）能量轉移.

圖3（a）由藍色LD驅動的NIR照明設備的光譜。插圖顯示了關閉和打開電源時近紅外光源的照片。（b）含有枸杞的瓶子的可見光和近紅外圖像，由自然光和近紅外光照明。對圖像進行傅里葉變換。

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