近红外（NIR）光源在生物成像、医疗、食品分析和机器视觉中起着至关重要的作用。
在此，来自厦门大学等单位的研究人员通过占位工程报告了BaMgAl10O17:Cr3+（BAM:Cr 3+）中不寻常的宽带近红外发射。通过控制Cr3+在两个不同Al位上的占据率，可以调整BAM:cr3+的发射最大带宽和光谱带宽。最佳BAM:0.2Cr3+荧光粉具有锐利的线谱（λem=696nm）和以762nm为中心的宽带发射，具有约94%的内部量子效率（IQE）。通过将蓝色激光二极管与BAM:Cr3+玻璃荧光粉（PiG）组合，演示了一个原型近红外光源，并显示了由100 mW蓝色激光二极管驱动时的近红外光输出功率为3.4 mW。相关论文以题目为“Broad band near-infrared phosphor BaMgAl10O17:Cr3+ realized by crystallographic site engineering”发表在Chemical Engineering Journal 期刊上。
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721008135?via%3Dihub
NIR光谱（NIRS）是一种快速、无损的分析表征工具，广泛应用于各个领域，包括农业、制药、食品工业、机器学习和无创健康监测领域。目前使用的近红外光谱通常是一种昂贵的实验室台式仪器。相比之下，新一代NIRS设备的重点是实现便携式分析和“民主化”。这种普遍的可访问性促使了智能设备（即手机和手表）与NIRS相结合的想法（例如，将NIRS集成到智能手机中，用于日常生活中的食品检测），从而促进了对小型宽带NIR光源的巨大需求。与传统的近红外光源（即卤钨灯和氙灯）相比，近红外荧光转换器件具有更紧凑的结构、更长的寿命和合适的发射光谱，使其成为理想的近红外光源。因此，制造这种类型的近红外发光二极管的第一步是开发高效宽带近红外荧光粉。
具有3d3电子配置的Cr 3+被认为是理想的NIR激活剂候选，因为它具有深红色到NIR发射，这取决于晶体场强度。到目前为止，有几种方法可以获得宽带近红外荧光粉，如晶体场工程、能量转移和多晶位占据。有学者通过晶体场工程获得了Y 3-x Ca x Al 5-x Si x O 12:Cr 3+中的宽带近红外发射，半高宽（FWHM）为160 nm。也有研究人员利用Cr 3+和Yb 3+之间的能量转移，制备了具有320 nm大带宽的近红外荧光粉Ca 2 LuZr 2 al 3 O 12:Cr3+，Yb 3+。另有学者报道了La 3 Ga 5 GeO 14中Cr 3+的两个不同发光中心，这有助于形成330 nm的相当大的半高宽。受LMGO:cr3+结果的启发，作者尝试通过多晶位工程，利用高温固相反应方法来拓宽BAM:xcr3+的发射光谱。结果表明，当Cr 3+浓度增加到x=0.2（即2 mol%）时，BAM:Cr 3+荧光粉在650-1050 nm的近红外区显示出显著的宽带发射，半高宽为92.6 nm。与低Cr3+浓度的样品相比，Cr3+浓度的变化导致半高宽增加近10倍。（文：爱新觉罗星）
图1（a，e）BAM:0.2Cr3+的TEM图像；（b-d，f-i）BAM:0.2cr3+粒子的SEM图像和Ba、Mg、Al、O和Cr的对应元素映射；（j） BAM:0.2Cr 3+的XPS光谱显示了全扫描调查，以及Ba-3d、Mg-1s、O-1s、Al-2p和Cr-2p元素的。
图2（a）BAM:0.005Cr 3+和BAM:0.2Cr 3+的发光光谱（b）BAM:xCr 3+的发光光谱。（c）BAM:0.005cr3+和（d）BAM:0.2cr3+在399nm激发下的衰减时间曲线。（e） 八面体对称d 3电子构型的Tanabe-Sugano图和BAM中Cr1和Cr2离子之间的（f）能量转移.
图3（a）由蓝色LD驱动的NIR照明设备的光谱。插图显示了关闭和打开电源时近红外光源的照片。（b） 含有枸杞的瓶子的可见光和近红外图像，由自然光和近红外光照明。对图像进行傅里叶变换。
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